Ministerio de Cultura y Educación Universidad Nacional de San Luis Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia Departamento: Quimica Área: Tecnología Química y Biotecnología |
I - Oferta Académica | ||||||||||
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II - Equipo Docente | ||||||||||||
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III - Características del Curso | |||||||||||||||||||||||||||||||
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IV - Fundamentación |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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[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 |
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[1] Página web de la materia: http://www.unsl.edu.ar/~instcont
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XI - Resumen de Objetivos |
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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 |
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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 |
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