PROGRAMACIÓN – 2022

Programación en versión pdf

 

OBJETIVOS

  • Aplicar la teoría de Control Automático en la síntesis y/o análisis de sistemas de control de la Ingeniería Química.
  • Caracterizar y especificar componentes del hardware disponible para implementar estrategias de control.

 

CARGA HORARIA

  • 96 horas Totales
  • 6 horas semanales

 

DISTRIBUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES PRESENCIALES

  • 51 horas de Clases Teórico-Prácticas
  • 12 horas de Problemas de aplicación
  • 20 horas de Problemas de ingeniería
  • 4 horas de Estudio de casos

 

CONTENIDOS

T.1: INTRODUCCIÓN AL CONTROL AUTOMÁTICO.

Introducción al control. Variables de entrada y salida. Control manual y control automático. El mecanismo de realimentación. Modelos E/S. Álgebra de bloques. Diagramas P&I. Norma ISA 5.1. Comportamiento transitorio de los procesos, modelos dinámicos, hipótesis de modelado. Ecuaciones diferenciales ordinarias (EDOs). Definición de Transformación de Laplace. Tablas y propiedades. Mecanismo para resolver EDOs. Aplicación de las propiedades. Polos y ceros. Expansión de Heaviside. Relación de transitorios con polos. EDOs no lineales, linealización. Sistemas de EDOs.

T.2: DINÁMICA DE PROCESOS.

Variable de desviación. Función de transferencia (FT). Pasos para la deducción de FT. Formas canónicas, polos y ceros. Cómo se usa la FT. Cambios típicos en las entradas. Respuestas al escalón, rampa, pulso, e impulso. Sistemas lineales de 1° Orden. Sistemas no lineales de 1° Orden. Ejemplos de linealización. Integrador. Tiempo muerto. Sistemas de dos elementos de primer orden en serie. Sistemas inherentes de 2° orden, respuestas oscilatorias, análisis de los polos complejos. Identificación de sistemas. Sistemas dinámicos más complejos. Sistemas de alto orden en serie. Caracterización simplificada de sistemas de alto orden.

T.3: INSTRUMENTACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL.

Instrumentación industrial. Elementos de medición-transmisión. Elementos primarios y secundarios. Características estáticas y dinámicas. Terminología, Norma ISA S51.1. Señales. Fuentes de información. Elementos primarios de presión, temperatura, nivel y caudal. Elementos finales de control. La válvula de control, partes. FT de válvulas de control. Especificación técnica. Tipos más usados. Dimensionamiento. Característica de flujo inherente e instalada. Acción de las válvulas. Controlador ON OFF. Controlador PID. Acción de los controladores.

T.4: SISTEMAS EN LAZO CERRADO, COMPORTAMIENTO TEMPORAL.

Modelado de lazos de control. Sistema de 1° orden con control P. Respuesta temporal regulatoria y  como servomecanismo. Error de estado estacionario. Sistema de 2° orden con control P. Respuesta temporal regulatoria. Respuesta oscilatoria (frecuencia y atenuación). Influencia de la acción P. Respuesta de la señal de control. Concepto de estabilidad. Polos de la Ecuación característica y estabilidad. Criterio de Routh. Acción integral. Sistema de 1° orden con control PI. Intensidad de acción integral. Acción derivativa. Sistema de 2° orden con control PD. Intensidad de acción derivativa. Limitaciones de la acción derivativa. Criterios de conducta de sistemas de control. Sintonización, métodos en lazo cerrado y en lazo abierto. Control de procesos no lineales con acción proporcional.

T.5: RESPUESTA EN FRECUENCIA.

Respuesta estacionaria a la sinusoide. Respuesta en Frecuencia (RF). Diagrama de Bode. RF de sistemas simples, representación en diagramas de Bode. RF de sistemas complejos. Bosquejo del diagrama de Bode, condiciones asintóticas de Bode. Parámetros críticos. Criterio de estabilidad de Bode. Márgenes de estabilidad. Frecuencia y ganancia últimas. Simplificación de Shinskey. RF y comportamiento temporal. Influencia de las acciones proporcional, integral y derivativa. Efectos del ruido de medición. Influencia de cambios en la planta. No linealidades e incertidumbre. Influencia sobre frecuencia y atenuación. Robustez. Sintonización robusta. Selección de la característica de flujo de válvulas.

T.6: TÉCNICAS AVANZADAS DE CONTROL.

Características básicas de los lazos simples más comunes de la industria de procesos. Control en cascada. Control selectivo. Control en rangos compartidos y divididos. Avanacción, métodos con funciones de transferencia y con modelos estáticos. Control de relación.

 

ACTIVIDADES TEÓRICAS Y PRÁCTICAS

  • Clases teórico-prácticas. 4 horas semanales para desarrollar los aspectos de la teoría aplicados a problemas. Se resuelven y discuten aplicaciones.
  • Clases de problemas. 2 horas semanales para la resolución de problemas de cálculo y aplicación al análisis y diseño de sistemas de control, con la asistencia de software específico (a cargo de docentes y de alumnos).
  • Estudio de casos. Para análisis autónomo sobre sistemas elaborados de control (en forma individual o en equipo). .

 

HORARIOS

  • Lunes – 10:00 a 12:00 – Aula 4-4-20 (o aula virtual G.Classroom) – Clases teórico-prácticas
  • Martes – 11:00 13:00 – Aula 4-4-20 (o aula virtual G.Classroom) – Clases teórico-prácticas
  • Miércoles – 10:00 a 12:00 – Aula 4-1-32 (o aula virtual G.Classroom) – Clases de problemas o exposición de casos de estudio

 

BIBLIOGRAFÍA

Libros (en biblioteca de la FACET)

  • Ollero de Castro, P. y Fernández Camacho, E., (1997). CONTROL E INSTRUMENTACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS, Síntesis, Madrid, España.
  • Smith, C. A. y Corripio, A. B., (1991). CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS, Limusa, Méjico (traducción de la primera edición en inglés de 1985).
  • Adam, Eduardo J., (2018). INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS, Ediciones UNL, Santa Fe, Argentina.
  • Seborg, D., Mellichamp, D., Edgar, T. y Doyle, F. (2010). PROCESS DYNAMICS AND CONTROL, John Wiley & Sons, New York, USA, 3º Ed.
  • Acedo Sánchez, José, (2006). CONTROL AVANZADO DE PROCESOS, Ediciones Díaz de Santos, Madrid, España.
  • Gil Rodríguez. M., (2003). INTRODUCCIÓN RÁPIDA A MATLAB Y SIMULINK PARA CIENCIA E INGENIERÍA. Ediciones Díaz de Santos, Madrid, España.

Software

Time Domain Process Simulator v.7 (Correa & Pasos, UFMG, Brasil)

Videos

De instrumentación industrial

Página Web

Para información general y material de estudio de los alumnos https://catedras.facet.unt.edu.ar/controldeprocesos/

Plataforma virtual

Google.Classroom institucional para desarrollo de actividades teórico-prácticas y evaluaciones

Equipamiento

Elementos de medición, actuación y control industriales de Laboratorio de Control de Procesos  4-4-25

Aula

Disponible con proyector multimedia y acceso a red informática

 

SISTEMA DE EVALUACIÓN

Para acceder a regularidad son obligatorias las siguientes actividades:

Para obtener regularidad son obligatorias las siguientes activida- des:

  1. Desarrollo de tres Evaluaciones cortas de Seguimiento para verificación de la comprensión
  2. Asistencia a clases de resolución de problemas (mínimo 75 %)
  3. Aprobación de dos Evaluaciones parciales de problemas o una Recuperación
  4. Aprobación del informe y defensa oral de Estudio de un caso sobre sistemas elaborados de control

Para aprobación:

  • Examen final integrador – Oral/Escrito – conceptual

Los exámenes libres se rigen por la reglamentación de la Facultad.

 

CORRELATIVAS

Para cursar la asignatura se requiere regularidad en las siguientes materias:

  • Operaciones Unitarias I
  • Análisis y Diseño de Reactores I

Para rendir  se debe tener aprobadas:

  • Operaciones Unitarias I
  • Análisis y Diseño de Reactores I