Control de Procesos

- Capacitación del alumnado para el entendimiento de sistemas de control básico y avanzado.
- Adquisición de destrezas en el diseño de sistemas de control feed-back mediante modelización y metodología empírica.
- Adquisición de conocimientos sobre instrumentación para el control.
- Capacitación del alumnado para el uso de herramientas informáticas útiles en el diseño de sistemas de control.
- Consolidación de una formación básica a partir de la cual el alumnado pueda especializarse en la materia.

Teóricos
Sección I. Introducción
Tema 1. Introducción al control de procesos
1.1 Objetivos del control
1.2 Control secuencial y control continuo
1.2.1 Control lógico programable (PLC)
1.3 Definiciones y terminología
1.4 Representación de lazos de control
1.5 Sistemas SISO
1.5.1 Estrategias comunes de control
1.6 Sistemas MIMO
1.6.1 Optimización en línea
1.7 Diseño del sistema de control

Sección II. Sistemas SISO
Tema 2. Modelización para el control
2.1 Tipos de Modelos
2.2 Modelización del proceso a partir de los Principios de Conservación
2.2.1 Dominio del tiempo
2.2.2 Dominio de Laplace: función de transferencia
2.3 Modelización empírica del proceso
2.4 Análisis dinámico del proceso

Tema 3. Instrumentación
3.1 Introducción
3.2 Elementos primarios
3.2.1 Tipos
3.2.2 Modelización
3.3 Controladores
3.3.1 Sistemas de control distribuido
3.4 Instrumentos de actuación
3.4.1 Válvulas de control. Modelización

Tema 4. Control feed-back (retroalimentación)
4.1 Controlador PID
4.1.1 Acción de control proporcional. Controlador P
4.1.2 Acción de control integral. Controlador PI.
4.1.3 Acción de control derivativa. Controlador PID
4.1.4 Selección del controlador
4.2 Modelización y análisis dinámico de lazos de control feed-back
4.3 Estabilidad

Tema 5. Métodos de ajuste de controladores
5.1 Criterios de ajuste
5.2 Métodos de ajuste empíricos
5.2.1 Lazo abierto
5.2.2 Lazo cerrado
5.3 Métodos de ajuste analítico-empíricos

Sección III. Control de Procesos en la Industria Química
Tema 6. Otros sistemas de control
6.1 Control anticipativo o feed-forward
6.1.1 Control de relación
6.2 Control en cascada
6.3 Control selectivo (override)
6.4 Control de rango partido (split range)

Tema 7. Lazos de control frecuentes en la industria química
7.1 Sistemas instrumentados de seguridad
7.2 Lazos de control en diferentes unidades de proceso

Prácticos
Simulación dinámica y ajuste de controladores

Bibliografía básica
J.A. Romagnoli, A. Palazoglu. Introduction to Process Control (Chemical Industries), 3ª Ed., 2020, CRC Press, Boca Ratón. ISBN: 978-0-367-36778-7. Signatura A 150 23
P. Ollero de Castro, E. Fernández-Camacho. Control e Instrumentación de Procesos Químicos, 1997, Síntesis, Madrid. ISBN: 978-84-7738-517-2. Signatura A 152 4 A/B

Bibliografía complementaria
W. Seames. Designing controls for the process industries, 2018, CRC Press, Boca Ratón. ISBN: 978-1-138-70518-0.
W.Y. Svrcek, D.P. Mahoney, B.R. Young. A real-time approach to Process Control, 3ª Ed., 2014, J. Wiley & Sons, West Sussex. ISBN: 9780470025345. Signatura: A 150 16 A/B
T.R. Kuphaldt. Lessons in Industrial Instrumentation: https://www.ibiblio.org/kuphaldt/socratic/sinst/book/liii.pdf

Competencias específicas
CI.6 Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control.
CQ2.2. Capacidad para la simulación de procesos dinámicos.
CQ.4.2 Capacidad para diseñar, gestionar y operar procedimientos de control e instrumentación de procesos químicos.

Competencias generales
CG.3 Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
CG.4 Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la ingeniería química industrial.

Competencias transversales
CT.1 Capacidad de análisis y síntesis
CT.4 Habilidades para el uso y desarrollo de de aplicaciones informáticas
CT.6 Resolución de problemas
CT.7 Toma de decisiones
CT.8 Trabajo en equipo
CT.11 Capacidad para comunicarse con expertos de otras áreas
CT.13 Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica

Las clases expositivas se dedicarán a la presentación de los contenidos teóricos de la materia, siempre con participación activa del estudiantado y con apoyo de herramientas audiovisuales. Los seminarios se dedicarán a la resolución de problemas en algún caso mediante herramientas informáticas. Al finalizar los diferentes bloques de la materia, se realizarán seminarios evaluables donde el alumnado resolverá cuestiones teóricas o problemas que serán considerados para la evaluación final.
Los seminarios interactivos de aula de informática se centrarán en el estudio dinámico de procesos y ajuste de controladores mediante el software Loop-Pro de Control Station.
Las dos tutorías grupales de la materia se dedicaran al estudio del control de realimentación de un intercambiador de calor (Práctica RYC-TAG de Edibon)
Se utilizará Campus Virtual como herramienta de apoyo a la docencia.
El alumno podrá además hacer las consultas que desee en tutorías individualizadas en el horario establecido al efecto.

Por competencias:
Clases expositivas: CI 6, CQ 4.2; CG 3, CG 4; CT 1, CT 6, CT 7, CT 11, CT 13
Seminarios: CI 6, CQ 4.2; CG3, CG 4; CT 1, CT 6, CT 7, CT 13
Aula de informática/Tutorías: CQ 2.2, CI 6; CG 4; CT 4, CT 6, CT 7, CT 8, CT 111, CT 13

Evaluación de actividades y competencias
Seminarios evaluables: CI.6; CQ2.2; CQ.4.2; CG.3; CG.4; CT.1; CT.6; CT.7; CT.11; CT.13.
Aula de informática: CQ2.2; CQ.4.2; CT.1; CT.4; CT.6; CT.7; CT.8; CT.13.
Examen: CI.6; CQ2.2; CQ.4.2; CG.3; CG.4; CT.1; CT.6; CT.7; CT.11; CT.13.

Sistema de calificación
Examen teórico-práctico al final del semestre: 50% de la nota.
Aula de informática: 25% (70 % evaluación continua en Aula y cuaderno de prácticas, 30 % memoria)
Seminarios evaluables: 20% de la nota.
Tutorías grupales: 5%

Nota mínima en el examen: 4 (sobre 10). Nota mínima en prácticas: 4 (sobre 10). Si no se aprueba alguna de las dos actividades, la calificación en la asignatura será de suspenso. La calificación final en Acta será la del ítem que suspende la asignatura.
Las prácticas son obligatoriamente presenciales. La no asistencia a las mismas supone la calificación de no presentado. Las faltas de asistencia por alguna de las causas de fuerza mayor contempladas en la normativa de la USC, que supongan faltar a más de una sesión de prácticas (3 horas), se estudiarán individualmente para considerar si procede una evaluación excepcional alternativa que, en todo caso, deberá ser aprobada por la dirección del Centro. No estarán permitidas las faltas no justificadas.
Las calificaciones de los seminarios y aula de informática se le comunicarán al alumnado en los plazos establecidos en la normativa universitaria.
El sistema de evaluación será el mismo para las dos oportunidades. El cuaderno de prácticas no es recuperable. Si se suspende la memoria en primera oportunidad y este suspenso significa el suspenso de la parte práctica, se podrá repetir la memoria para la segunda oportunidad. No se conservará ninguna nota entre convocatorias.
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.

Clases expositivas: Horas presenciales, 28. Horas de trabajo del alumno, 42. ECTS, 2.8.
Seminarios:Horas presenciales, 6.0. Horas de trabajo del alumno, 9.0. ECTS, 0.6
Aula de informática:Horas presenciales, 15. Horas de trabajo del alumno, 8.0. ECTS, 0.9
Tutorías de grupo:Horas presenciales, 2. Horas de trabajo del alumno, 8.0. ECTS, 0.0.4
Tutoría individualizadas: Horas presenciales, 2. Horas de trabajo del alumno, 3. ECTS, 0.2
Examen y revisión:Horas presenciales, 5. Horas de trabajo del alumno, 22. ECTS, 1.1

Total: Horas presenciales, 58. Horas de trabajo del alumno, 92. ECTS, 6

Se recomienda hacer uso de las tutorías individualizadas con regularidad

Las clases se impartirán en castellano