TEORÍA DE SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROL

TEORÍA DE SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROL

Código:2N

Nivel (Grado/Postgrado)

Level of course (Undergraduate/ Postgraduate) Grado

Plan de estudios en que se integra

Programme in which is integrated Ingeniería Química 2000

Tipo (Troncal/Obligatoria/Optativa)

Type of course (Compulsory/Elective) Obligatoria

Año en que se programa

year of study 2

Calendario (Semestre)

Calendar (Semester) Cuatrimestral (2º).

Exámenes:

Examen de curso,

Examen final de junio,

Examen final de septiembre,

Créditos teóricos y prácticos

Credits (theory and practics) 3+3

Créditos expresados como volumen total de trabajo del estudiante (ECTS)

Number of credits expressed as student workload (ECTS) 5.5

*1 ECTS= 25-30 horas de trabajo.

Ver más abajo actividades y horas de trabajo estimadas

Descriptores

Descriptors Modelado de sistemas. Funciones de transferencia. Caracterización estática y dinámica de sistemas. Diseño e implementación. Control digital por computador.

Objetivos (expresados como resultados de aprendizaje y competencias)

Objectives of the course (expressed in terms of learning outcomes and competences)

El alumno sabrá/ comprenderá: Los fundamentos del control de procesos químicos , conociendo su comportamiento dinámico , los criterios de estabilidad y el ajuste de los distintos controladores para lazos de control por realimentación.; igualmente, alcanzará a comprender las modificaciones y mejoras que introducen el control en cascada y el control selectivo. Los sistemas de control anticipativo y mixto tendrán también la consideración de capacidades terminales en este curso.

•

El alumno será capaz de: Diseñar sistemas de control sencillos , aplicar métodos de ajuste de controladores (P,PI y PID ) , efectuar representaciones simbólicas de los lazos de control haciendo uso de la normativa vigente (ISA 5.1 ) , conocer el comportamiento frente a perturbaciones de los distintos procesos y aplicar los distintos criterios de estabilidad en uso.

•

Prerrequisitos y recomendaciones

Prerequisites and advises

Contenidos/descriptores/palabras clave

Course contents/descriptors/key words Tema 1. INTRODUCCIÓN: CARACTERÍSTICAS Y PROBLEMAS ASOCIADOS AL CONTROL DE PROCESOS QUÍMICOS.

Requisitos impuestos: Seguridad ; Disposiciones medioambientales ; Especificaciones de los productos ; Restricciones operativas ; Condicionamientos económicos. El Sistema de Control: Control por Realimentación (Feeedback); Control Anticipativo (Feedforward).

Necesidades que ha de satisfacer un Sistema de Control : Supresión de la influencia de perturbaciones externas ; Asegurar la estabilidad de los procesos químicos ; Optimizar el rendimiento económico. Estabilidad de los procesos : Procesos estables o autorregulables.

Procesos inestables. Ejemplo de control de un reactor inestable. Ejemplo de optimización en el funcionamiento de un reactor discontínuo.

Tema 2. ALGUNOS ASPECTOS A TENER EN CUENTA EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL DE PROCESOS.

Clasificación de las variables que afectan a un proceso químico : Variables de entrada y variables de salida. Variables ajustadas y no ajustadas. Variables medidas y no medidas. Definición de los Objetivos de Control. Selección de las variables. La Configuración de Control : Definición de la configuración de control (SISO y MIMO). Tipos de configuraciones de control : por realimentación y anticipativa. Introducción al diseño del Controlador. Leyes elementales del Control : Control Proporcional (P) ; Control Integral (I) ; Control Derivativo (D). Algunos aspectos del control completo de una Planta Química.

Tema 3. ELEMENTOS FÍSICOS USADOS EN LOS SISTEMAS DE CONTROL.

Equipos e instrumentos de medida o sensores. Transductores. Líneas de transmisión de señales. El Controlador. Elementos finales de control. Dispositivos de visualización y de registro. El ordenador en el control de operaciones y procesos : Control Digital Directo. Control de Supervisión. Simbología de los elementos de un sistema de control.

Tema 4. ELEMENTOS Y SISTEMAS. FUNCIONES DE TRANSFERENCIA.

Transformada de Laplace. Definición de Función de Transferencia. Funciones de transferencia para elementos y sistemas. Funciones de entrada de señales : Función Rampa; Función Escalón ; Función Pulso Unidad ; Función Impulso Unidad. Funciones Respuesta. Elementos : Elemento Ganancia ; Elemento de Primer Orden de Retraso ; Elemento de Segundo Orden de Retraso ; Elemento de Primer Orden de Adelanto ; Elemento de Segundo Orden de Adelanto; Elemento Integrador ; Elemento Diferenciador ; Elemento Tiempo Muerto. Algunos ejemplos de elementos en procesos químicos.

Tema 5. INTRODUCCIÓN AL CONTROL POR REALIMENTACIÓN.

Control en Lazo Abierto y Lazo Cerrado. Etapas de un lazo de control por realimentación. Elementos físicos de un lazo de control por realimentación. Controladores usados en lazos de control por realimentación : Controlador Proporcional (P),Banda Proporcional y Ganancia. Controlador Proporcional-Integral (PI),Tiempo de Reposición , Velocidad de Reposición. Controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID),Tiempo de Acción Derivada.

Tema 6. ANÁLISIS Y DISEÑO DE SISTEMAS DE CONTROL POR REALIMENTACIÓN.

Comportamiento estático y dinámico de un lazo de control por realimentación. Variación de la Carga y del Punto deConsigna. Paso Directo y Paso Inverso. Expresión de la respuesta en lazo cerrado. Funciones de transferencia en lazo cerrado. Problema Servo y Problema Regulador. Respuesta en lazo cerrado para el nivel de un depósito. Respuesta en lazo cerrado para un cambiador de calor. Ganancias Estáticas en lazo abierto y lazo cerrado : Estudio comparativo. El OFFSET o Separación Residual Permanente en los lazos de control por realimentación. Estudio comparativo del comportamiento estático y dinámico de sistemas de segundo orden de retraso. Efectos de una acción de control integral (I); derivada (D) y mixta (PI , PID).

Tema 7. ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD DE SISTEMAS DE CONTROL POR REALIMENTACIÓN.

Repaso

...