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GUA DOCENTE DE LA ASIGNATURA: CONTROL DE PROCESOS QUMICOS
TITULACIN: GRADO EN INGENIERA QUMICA CURSO: 2012-2013
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Gua Docente 1. Datos de la Asignatura
Nombre Control de Procesos Qumicos
Materia Control e Instrumentacin de Procesos Qumicos
Mdulo Materias Especficas
Cdigo 509103009
Titulacin Grado en Ingeniera Qumica Industrial
Pan de Estudios 2009
Centro Escuela Tcnica Superior de Ingeniera Industrial
Tipo Obligatoria
Periodo Lectivo Segundo Cuatrimestre Curso 3
Idioma Espaol
ECTS 4.5 Horas/ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 135
Horario clases teora Aula
Horario clases prcticas Lugar
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1. Datos del profesorado
Profesor Responsable Jose Manuel Cano Izquierdo
Departamento Ingeniera de Sistemas y Automtica
rea de Conocimiento Ingeniera de Sistemas y Automtica
Ubicacin del despacho Departamento de Ingeniera de Sistemas y
Automtica, ETSII, Planta 1
Telfono 968 33 89 21
Correo electrnico [email protected]
URL/WEB
http://www.disa.upct.es/Personal/josemanuel_cano.html
Horario atencin/Tutoras
http://www.disa.upct.es/Personal/josemanuel_cano.html
Ubicacin durante las tutoras
Despacho
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3. Descripcin de la Asignatura 3.1 Presentacin La asignatura
Control de Procesos Qumicos que se cursa dentro del Grado de
Ingeniera Qumica Industrial tiene como objetivo que el alumno
adquiera conocimientos de los principales elementos de
monitorizacin y control que suelen presentarse en un proceso qumico
industrial. As mismo debe capacitar al alumno para hacer uso de las
herramientas que le permitan gestionar dichos elementos ya sea en
simulacin como en una planta real. 3.2 Ubicacin en el plan de
estudios La asignatura Control de Procesos Qumicos tiene carcter
cuatrimestral y se cursa en el segundo cuatrimestre del tercer
curso. Es continuacin de la asignatura de Regulacin Automtica que
se cursa en el primer cuatrimestre del tercer curso. 3.3 Descripcin
de la asignatura. Adecuacin al perfil profesional Los procesos
industriales modernos no seran posibles de realizar sin la
incorporacin de los elementos de monitorizacin y control. La
sensorizacin de los procesos y el control automtico de los mismos
siguen suponiendo retos para la mejora del rendimiento, calidad y
seguridad de los mismos. La complejidad de las instalaciones
industriales y la diversidad de los posibles procesos que
involucran, hace necesario en muchas ocasiones disponer de
herramientas de simulacin que permitan estudiar y desarrollar
soluciones de control o formar a los operarios encargados de su
vigilancia. En el perfil de un ingeniero qumico industrial resulta
fundamental disponer de los conocimientos bsicos que le permitan
establecer la idoneidad de un determinado sensor, disear y
sintonizar lazos de control o elegir un determinado actuador. Para
ello debe estar capacitado para realizar un modelado del proceso,
establecer la estrategia de control adecuada al mismo, simular el
comportamiento del proceso e indicar la forma de llevar a la
prctica la solucin. 3.4 Relacin con otras asignaturas.
Prerrequisitos y recomendaciones La asignatura se plantea como
continuacin de la asignatura de Regulacin Automtica por lo cual
resulta necesario haberla cursado con anterioridad. As mismo en la
asignatura se utilizarn conocimientos de asignaturas como: Fsica I
y II, Termodinmica Aplicada, Fundamentos de Tecnologa Elctrica y
Mecnica de Fluidos. 3.4 Medidas especiales previstas 4.
Competencias
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4.1 Competencias especficas de la asignatura Capacidad para
disear, gestionar y operar procedimientos de simulacin, control e
instrumentacin de procesos qumicos 4.2 Competencias
genricas/transversales COMPETENCIAS INSTRUMENTALES
T1.1. Capacidad de anlisis y sntesis T1.2. Capacidad de
organizacin y planificacin T1.3. Comunicacin oral y escrita en
lengua propia T1.4. Comunicacin oral y escrita en lengua extranjera
T1.5. Habilidades bsicas computacionales T1.6. Capacidad de gestin
de la informacin T1.7. Resolucin de problemas T1.8. Toma de
decisiones
COMPETENCIAS PERSONALES
T2.1. Capacidad crtica y autocrtica T2.2. Trabajo en equipo
T2.3. Habilidades en las relaciones interpersonales T2.4.
Habilidades de trabajo en un equipo interdisciplinar T2.5.
Habilidades para comunicarse con expertos de otros campos T2.6.
Reconocimiento de la diversidad y la multiculturalidad T2.7.
Sensibilidad hacia temas medioambientales T2.8. Compromiso tico
COMPETENCIAS SISTEMTICAS
T3.1. Capacidad para aplicar los conocimientos a la prctica
T3.2. Capacidad de aprender T3.3. Adaptacin a nuevas situaciones
T3.4. Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) T3.5.
Liderazgo T3.6. Conocimiento de otras culturas y costumbres T3.7.
Habilidad de realizar trabajo autnomo T3.8. Iniciativa y espritu
emprendedor T3.9. Preocupacin por la calidad T3.10. Motivacin de
logro
4.3 Competencias especficas del ttulo COMPETENCIAS ESPECFICAS
MULTIDISCIPLINARES E1.1. Conocimiento en las materias bsicas
matemticas, fsica, qumica, organizacin
de empresas, expresin grfica e informtica, que capaciten al
alumno para el aprendizaje de nuevos mtodos y teoras
E1.2. Conocimientos en materias tecnolgicas para la realizacin
de mediciones, clculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones,
estudios, informes, planes laborales y otros trabajos anlogos
E1.3. Conocimiento, comprensin y capacidad para aplicar la
legislacin necesaria en el ejercicio de la profesin de Ingeniero
Tcnico Industrial
COMPETENCIAS PROFESIONALES
E2.1. Capacidad para la redaccin, firma y desarrollo de
proyectos en el mbito de la ingeniera industrial que tengan por
objeto, el rea de la Ingeniera Qumica, la construccin, reforma,
reparacin, demolicin, fabricacin, instalacin, montaje o
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explotacin de: estructuras, equipos mecnicos. Instalaciones
energticas, instalaciones elctricas y electrnicas, instalaciones y
plantas industriales y procesos de fabricacin y automatizacin en
funcin de la ley de atribuciones profesionales
E2.2. Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos
y normas de obligado complimiento
E2.3. Capacidad de analizar y valorar el impacto social y
medioambiental de las soluciones tcnicas
E2.4. Capacidad de direccin, organizacin y planificacin en el
mbito de la empresa y otras instituciones
OTRAS COMPETENCIAS
E3.1. Experiencia laboral mediante convenios Universidad-Empresa
E3.2. Experiencia internacional a travs de programas de
movilidad
4.4. Resultados del aprendizaje Al finalizar de cursar la
asignatura el alumno deber ser capaz de:
1. Establecer las necesidades de sensorizacin de un proceso
qumico determinando las variables que deben ser medidas as como la
instrumentacin indicada para dicha medida
2. Obtener un modelo de los diferentes elementos que constituyen
el proceso 3. Determinar los parmetros del proceso o disear
experimentos que puedan llevar a
una identificacin de los mismos 4. Determinar las variables que
deben ser objeto de control, las variables que pueden ser
manipuladas y disear los lazos de control necesarios para el
funcionamiento del proceso.
5. Construir un simulador de aquellas partes del proceso que
puedan ser de inters con el objeto de comprobar el funcionamiento
de los lazos de control diseados
6. Utilizar la simulacin con el objeto de sintonizar los
parmetros de los lazos de control para conseguir un punto de
funcionamiento adecuado
7. Establecer las condiciones para la puesta en marcha de las
soluciones desarrolladas en el proceso y especificar los ndices de
funcionamiento para hacer un posterior anlisis del mismo.
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5. Contenidos 5.1 Contenidos segn el plan de estudios Elementos
de un sistema de control, Tcnicas de identificacin, Diseo de
sistemas de control, Controladores PID, Estructuras de control y
control multivariable. Control predictivo 5.2 Programa de teora UD
1. ELEMENTOS BASICOS Tema 1. Sensores y actuadores Tema 2. Modelado
de sistemas UD 2. IDENTIFICACIN Y SIMULACIN Tema 3. Modelos de Caja
Negra Tema 4. Identificacin de parmetros Tema 5. Simulacin UD 3.
CONTROLADRES PID Tema 6. Estructuras para el control PID Tema 7.
Ajuste de controladores PID Tema 8. Procesos con grandes retrasos
UD 4. CONTROL MULTIVARIABLE Tema 9. Sistemas multivariable Tema 10.
Diseo y sintonizacin de controladores multivariable UD 5. CONTROL
PREDICTIVO Tema 11. Modelo de respuesta impulso Tema 12. Control
DMC 5.2 Programa de Prcticas Sesiones de laboratorio: Se plantearn
un conjunto de sesiones de prcticas que permitan que el alumno
plasme en problemas concretos los diferentes aspectos que se ha
recogido en las clases tericas Prctica 1. Modelado de un motor de
corriente continua
Identificacin de los parmetros del motor Simulacin
Prctica 2. Control PID para motor de corriente continua:
simulacin y pruebas con maqueta
Control de velocidad Control de posicin
Prctica 3. Modelado de un reactor qumico de tipo batch
Modelo del reactor Lnea de agua caliente. Identificacin de
parmetros Diseo de controladores y simulacin
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Prctica 4: Modelado de una torre de destilacin binaria Modelo de
la torre Simulacin Diseo de controlador multivariable Diseo de
controlador predictivo
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6. Metodologa docente 6.1 Actividades formativas de E/A
Actividad Trabajo del profesor Trabajo del estudiante ECTS
Clase de teora Clase expositiva en la que se trataran los
aspectos ms relevantes de cada tema. Resolucin de dudas de los
alumnos
Presencial: Toma de apuntes, planteamiento de dudas
0.5
No presencial: Estudio de la materia, ampliacin de los apuntes
con bsqueda en la bibliografa
1
Clase de problemas Se resolvern problemas tipo clase. Se
propondrn problemas para que los resuelvan los alumnos.
Presencial: Participacin en la resolucin de los problemas,
planteamiento de dudad
0.5
No presencial: Repaso de los problemas resueltos, resolucin de
problemas propuestos, bsqueda de nuevos problemas-
0.5
Clases prcticas en el laboratorio
Se plantearn problemas prcticos donde el alumno pueda aplicar
los conocimientos y capacidades adquiridas, ya sea en sistemas
reales como en simulaciones
Presencial: Manejo de los equipos, realizacin de experimentos.
Programacin y manejo de simuladores
0.5
No presencial: Preparacin de los informes de practicas
0.2
Trabajos en grupo y exposicin
Se plantear el desarrollo de un trabajo que refleje alguno de
los temas de la asignatura y una posterior defensa del mismo ante
el resto de los alumnos
Presencial: Propuesta del trabajo, resolucin de dudas y
exposicin del mismo. Participacin en la exposicin de los trabajos
del resto de alumnos
0.6
No presencial: Preparacin de la exposicin con el grupo
0.3
Tutoras Resolucin de dudas sobre cualquier aspecto relacionado
con la asignatura
Presencial: Resolucin de dudas, revisin de exmenes
0.3
No presencial: Consultas mediante internet
Exmenes Evaluacin escrita individual (examen oficial)
Presencial: Realizacin del examen oficial
0.1
4.5
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7. Evaluacin 7.1 Tcnicas de evaluacin
Instrumentos Realizacin/criterios Ponderacin Competencias
genricas (4.2) evaluadas
Resultados (4.4) evaluados
Prueba escrita teora
10 cuestiones para evaluar los conocimientos tericos
Hasta 40 % T1.1, T1.2, T3.2 1,2,3,4
Prueba escrita problemas
2 ejercicios de carcter prctico del tipo de los que se hayan
resuelto en clase
Hasta 40 % T1.5, T1.7, T3.1, T3.7, E1.2
2,5,6
Ejercicios propuestos
Resolucin de ejercicios propuestos
Hasta 10% T1.7, T2.1, T3.7, T3.9, E2.1
5,6,7
Trabajo en grupo
Informe y exposicin del trabajo en grupo
Hasta 10% T2.2, T2.3 2,3,4,5
Informe Individual de prcticas
Informe sobre las prcticas de laboratorio
Hasta 20% T1.1, T1.2, T3.7, E1.2, E2.1
2,5,6
(1) Ser necesario obtener una nota mnima tanto en la prueba
escrita de teora como en la de problemas (2) La presentacin de un
informe de prcticas adecuado ser un requisito obligatorio para
poder aprobar la asignatura 7.2 Mecanismos de control y seguimiento
Para el seguimiento del aprendizaje se utilizaran los siguientes
mecanismos:
-Cuestiones planteadas en clase -Resolucin de problemas por
parte de los alumnos en clase -Elaboracin de listas de asistencia a
las prcticas y realizacin de las mismas -Presentaciones orales de
los trabajos en grupo
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ACTIVIDADES PRESENCIALES ACTIVIDADES NO
PRESENCIALES 8. D
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Convencionales No convencionales
Semana
Temas o actividades (visita, examen parcial, etc) C
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1 Tema 1 2 1 3 1 1 3 1 4 8
2 Tema 2 1 2 3 2 2 3 1 2 6 11
3 Tema 3 1 1 1 3 1 1 3 2 5 8
4 Tema 4 1 1 1 3 3 3 6
5 Tema 5 1 1 1 3 2 2 3 1 4 10
6 Tema 5 1 2 3 2 2 3 2 2 7 12
7 Tema 6 1 2 3 1 1 2 3 3 8
8 Tema 7 1 1 1 3 2 2 3 1 2 6 11
9 Tema 8 1 1 1 3 1 1 3 2 1 6 10
10 Tema 9 1 1 1 3 1 1 3 3 7
11 Tema 10 1 1 1 3 1 1 3 1 1 5 11
12 Tema 10 1 2 3 1 1 3 2 1 6 12
13 Tema 11 1 1 1 3 1 1 2 3 3 9
14 Tema 12 1 1 1 3 3 3 9
15 Tema 12 1 2 3 1 1 3 2 5 11 Periodo de exmenes 3 3 3
Otros TOTAL HORAS 45 22 68 135
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9. Recursos y bibliografa 9.1 Bibliografa bsica
Ollero de Castro, P., Fernndez-Camacho, E., Control e
instrumentacin de procesos qumicos, Editorial Sntesis, 2006.
Moreno, L., Garrido, S., Balaguer, C., Ingeniera de Control:
Modelado y control de sistemas dinmicos, Ariel Ciencia, 2003
Ogata, K., Ingeniera de control moderna, Prentice Hall, 2003
Lewis, P., Yang, C., Sistemas de control en ingeniera, Prentice
Hall, 1999 9.2 Bibliografa complementaria
Woods, R., Lawrence, K., Modeling and simulation of dynamic
systems, Prentice Hall, 1997
Wayne Bequete, B., Process dynamics. Modeling, analysis and
simulation, Prentice Hall, 1998
Astrm, K., Hgglund, T., Avandec PID control, Isa, 2006
Astrm, K., Witternmark, B., Computer controlled systems,
Prentice Hall, 1997
Skogestas, S., Postlethwaite, I., Multivariable feedback
control, John Wiley & Sons, 2005
Van den Bosch, P., Van der Klauw, Modeling, identification and
simulation of dynamical systems
Camacho, E. F. ; Bordons, C., Model Predictive Control, Springer
Verlag, 2003 9.3 Recursos en red y otros recursos Comit Espaol de
Automtica CEA http://www.cea-ifac.es/noticias/noticias/ RIAI:
Revista Iberoamericana de Automtica e Informtica Industrial
http://riai.isa.upv.es/ ISA Seccin Espaola
http://www.isa-spain.org/ Revista Automtica e Instrumentacin
http://www.grupotecnipublicaciones.com/publicaciones/automatica-e-instrumentacion.html
IEEE Control Systems Society http://www.ieeecss.org/main/
