Automática Industrial

En esta asignatura se pretende proporcionar a los alumnos los conocimiento teóricos y prácticos necesarios para implementar los equipos electrónicos necesarios para el control y la automatización industrial. Así, son objetivos parciales de la asignatura los siguientes:

a) Conocer los fundamentos de los sistemas que permiten la automatización industrial (microcontroladores, autómatas programables)
b) Conocer los fundamentos de los sistemas de medida electrónicos necesarios para el control de procesos.
c) Conocer un conjunto amplio de sensores que permitan medir distintas variables físicas.
d) Identificar el sensor mas adecuado para medir una determinada variable en un contexto.
e) Conocer y diseñar los circuitos de acondicionamiento de señal necesarios para poder usar el sensor elegido.
f) Conocer los conceptos de representación de la información aportada por el sensor en el dominio analógico y digital, así como los procesos para pasar de un dominio a otro (conversión analógico/digital y digital/analógica)
g) Conocer un conjunto de actuadores que ejecutan acciones sobre un proceso.

Otro objetivo formativo que se persigue es la adquisisción por parte del alumno de la capacidad de presentación de resultados mediante la elaboración de documentos escritos que presenten los resultados obtenidos en el laboratorio, se analicen y se saquen conclusiones.

PROGRAMA DE TEORÍA:

Tema 1: Introducción a la automática industrial.
Instrumentación para la medida, el control y la automatización industrial. Estructura de los sistemas de medida. Características estáticas. Calibración. Características dinámicas.

Tema 2: Sensores y amplificación de señales.
Concepto de sensor. Tipos de sensores. Criterios para la selección de sensores. La función de amplificación. El amplificador operacional. Circuitos amplificadores de uso en instrumentación.

Tema 3: Conversión de datos y sistemas de adquisición de datos.
Variables muestreadas. Teorema de muestreo. Circuitos de muestreo y retención. Conversión de datos: Convertidor Digital/Analógico y Analógico/Digital. Sistemas de adquisición de datos.

Tema 4: Introducción al control digital.
Definiciones básicas. Introducción al control digital. Lógica booleana. Sistemas combinacionales y secuenciales. Tablas de verdad y mapas de Karnaugh.

Tema 5. Programación de autómatas programables (I)
Controladores lógicos con unidad operativa (PLC). Sistemas de programación de autómatas programables. Tipos de lenguajes de programación. Lenguaje normalizado de diagrama de funciones (KOP). Diseño de sistemas de control lógico con autómatas programables.

Tema 6. Programación de autómatas programables (II)
Control de procesos mediante autómatas programables. Controladores no lineales intermitentes. Controladores lineales continuos. Implementación de control continuo PID mediante un autómata programable



La distribución aproximada de los contenidos en las distintas sesiones se refleja en la siguiente tabla. Ha de tenerse en cuenta que la distribución concreta puede variar en cada curso académico en función tanto de los horarios como del desarrollo de la asignatura.


Sesión Contido
1 Tema 1
2 Tema 2
3 Tema 2
4 Tema 2
5 Tema 3
6 Tema 4
7 Tema 4
8 Tema 4
9 Tema 5
10 Tema 5
11 Tema 5
12 Tema 5
13 Tema 5
14 Tema 5
15 Tema 6
16 Tema 6
17 Tema 6
18 Tema 6



PROGRAMA DE PRÁCTICAS:

- Programación de autómatas programables.
- Diseño de equipos de medida y sistemas de tratamiento de variables físicas: temperatura, presión, humedad, ...

La distribución aproximada de las sesiones de prácticas se refleja en la siguiente tabla. Ha de tenerse en cuenta que la distribución concreta puede variar en cada curso académico en función tanto de los horarios como del desarrollo de la asignatura.
Sesión Duración Contenido
1ª 5 horas Introducción a Labview. RTD
2ª 3 horas Programación de PLC (I)
3ª 4 horas Programación de PLC (II)
4ª 4 horas Programación de PLC (III)
5ª 4 horas Programación de PLC (IV)

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:

- MANDADO, E., ACEVEDO, J.M., FERNÁNDEZ, C., QUIROGA, J.I., 2009. Autómatas programables y sistemas de automatización. 2ª edición, Barcelona: Marcombo. ISBN: 978-84-267-1575-3

- PÉREZ-GARCÍA, M.A., ÁLVAREZ, J.C., CAMPO, J.C., FERRERO, J.F., GRILLO, G.J., 2006. Instrumentación Electrónica. 2ª edición, Madrid: Thomson. ISBN: 84-9732-166-9

- PÉREZ-GARCÍA, Miguel Ángel, 2014. Instrumentación Electrónica. 1ª Edición, Madrid: Paraninfo. ISBN: 978-84-283-3702-1.


BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

- PALLÁS, R, 2003. Sensores y acondicionadores de señal. 4ª edición, Barcelona: Marcombo. ISBN: 84-267-1344-0

- PALLÁS, R., CASAS, O., BRAGÓS, R., 2008. Sensores y acondicionadores de señal, Problemas resueltos. 1ª edición. Barcelona, Marcombo. ISBN: 978-84-267-1494-7

- DUNN, W.C., 2005. Introduction to Instrumentation, Sensors and Process Control. 1ª Edición, Boston: Artech House. ISBN: 1580530117

Tras el estudio de la asignatura el alumno debe conocer los principios básicos del proceso de automatización industrial. Debe familiarizarse con el manejo de autómatas programables y los procesos necesarios para aportarle información sobre el proceso que se quiere controlar (sistemas electrónicos de medida).

Así, el desarrollo de la asignatura contribuirá a alcanzar las competencias recogidas en la memoria del título de grado en Ingeniría Química e identificadas como CI.5, CI.6, CG.3, CG.6, CT.4, CT.8, CT.11, CT.13 y CT.19, haciendo una incidencia especial en las dos primeras.

La materia se desarrolla mediante horas expositivas y horas interactivas, que se realizarán básicamente en el laboratorio de instrumentación. En las clases expositivas el profesor expondrá los contenidos teóricos de la materia, apoyándose en materiales multimedia. Estas clases se complementarán con la discusión de problemas, que los alumnos habrán trabajado previamente, de forma individual y/o en grupo, y que expondrán en clase.

De esta manera, las adquisición de las distintas competencias que se abordarán en esta materia se reparte de la siguiente forma:
• Clases expositivas: CI.5, CI6, CG3
• Interactivas (laboratorio de instrumentación): CI6, CG6, CT4, CT8,CT11, CT13, CT19

Para la realización de las prácticas los alumnos dispondrán de guiones, que reflejarán sus objetivos, material y métodos para su realización. Los diseños serán realizados previamente por los alumnos y caracterizados posteriormente en el laboratorio. Para el desarrollo de las prácticas los alumnos usarán el entorno de programación TIA para la programación de autómatas programables de la gama S7-1200 de SIEMENS. También se usará LabView para la adquisición de señales en el laboratorio. Los alumnos realizarán informes sobre el trabajo práctico realizado.

Para el estudio de la asignatura el alumno dispondrá de la bibliografía básica de la asignatura, existente en la biblioteca, así como el material de apoyo que use el profesor, al que podrá acceder a través de Campus Virtual de la USC.

La evaluación de la materia se realizará mediante una prueba final escrita, que supondrá el 60 % de la nota final.

La evaluación de la actividad práctica realizada por el alumno en el laboratorio supondrá un 30 % de la nota final. Esta evaluación se realizará tanto en base al trabajo desarrollado en el laboratorio como mediante la realización de un test sobre el análisis de los datos experimentales obtenidos en el laboratorio y/o la entrega de los mismos. La realización de las prácticas es obligatoria.

El 10 % de la calificación final se obtendrá de la evaluación del trabajo realizado en la resolución de los problemas propuestos a lo largo del curso.

Para aprobar, se requerirá una nota mínima de 4 puntos sobre 10 tanto en el examen escrito como en la nota de prácticas. Para superar la materia es preciso alcanzar un 5 sobre 10.

Al alumno que no se presente a la prueba final escrita se le reflejará en el acta la calificación de NO PRESENTADO.

En caso de suspender la asignatura, la evaluación obtenida sobre la actividad práctica realizada y la resolución de ejercicios se podrá mantener para la segunda oportunidad si su nota es superior al 50% de la nota que otorgan. En caso de que no sea superior a ese 50 % el alumno, en esta segunda oportunidad, realizará una prueba escrita, que supondrá un 70 % de la nota, y un examen práctico, que aportará el otro 30 %.

Este proceso de evaluación rige tanto para alumnos de matrícula nueva como para alumnos repetidores.

La evaluación de las competencias se hará de la siguiente manera:


Competencia Entrega ejercicios Trabajo en el laboratorio Examen
CI.5 X X X
CI.6 X X
CG.3 X
CG.6 X X
CT.4 X
CT.8 X
CT.11 X
CT.13 X
CT.19 X X


Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.

De acuerdo con lo recogido en la memoria del título de grado en Ingeniría Química, esta asignatura contempla un total de 44 horas presenciales (18 horas expositivas, 19 de trabajo práctico, 2 de tutorías y 5 para la realización y revisión del examen. A su vez, se contemplan 68,5 horas de trabajo personal por parte del alumno.

Debido a la alta correlación existente entre los conceptos desarrollados en las clases expositivas y los contenidos de las prácticas, se recomienda a los alumnos constancia en el estudio de la materia, acudiendo a las sesiones de prácticas con los conceptos ya trabajados y los circuitos diseñados. Con la realización de las prácticas, estos quedarán claros y asentados, facilitándose así el estudio y comprensión de la materia.

Para cursar esta asignatura se recomienda haber cursado previamente la asignatura de tercer curso, segundo semestre, "Control de Procesos", así como las materias de Electrotecnia e Informática.

La docencia se impartirá en castellano.


La admisión y permanencia del alumnado matriculado en el laboratorio de prácticas requiere que se conozcan y cumplan las normas incluidas en el Protocolo de formación básica en materia de seguridad para espacios experimentales de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería, disponible en el apartado de seguridad de su web al que puedes acceder de la siguiente manera:

• Accede a tu intranet.
• Entra en Documentación/Seguridad/Formación.
• Pulsa sobre "Protocolo de formación básica en materia de seguridad para espacios experimentales."