Control 08
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Control e Instrumentacin de Procesos QumicosProf. Mara Jess de la Fuente Aparicio Dpto. de Ingeniera de Sistemas y Automtica [email protected]
Control e Instrumentacin
Informacin general Orientacin y objetivos Programa Actividades Laboratorio Metodologa Calificacin
Informacin generalCaracter: Curso: Horario: Horario Prcticas: Troncal, 10.5 crditos (3 + 7.5) 4, anual codigo 44316 Primer cuatrimestre: Jueves de 9 a 11h Segundo cuatrimestre: Lun., Mar. y Mircoles de 10 a 11h. Aula 1 Alfonso VIII Segundo cuatrimestre: Martes de 16 a 18 h y de 18 a 20 h. Grupos 1 y 2 en el Laboratorio del Dpto. de Ingeniera de Sistemas y Automtica Cesar de Prada Moraga, M Jess de la Fuente AparicioDpto. Ingeniera de Sistemas y Automtica, Facultad de Ciencias De Octubre a Enero los temas de Instrumentacin 1.2 y 1.3 sern impartidos por el profesor Uruea del Dpto. de Ing. Qumica
Profesor:
PAGINA WEB:
www.isa.cie.uva.es/~prada www.isa.cie.uva.es/~maria + Moodle
Tareas de un Ingeniero QumicoRefrigerantePT PC
DiseoAlimentacin FTC FT FC TT
TT
RTC FC
LT
LC
FT
D
Vapor
VFT FC
LT
LC
Como queremos que funcione
Operacin
B
Control automtico
Como debe de funcionar
Hacer que funcione automticamente de la forma deseada
Control de procesos
Operacin manual de un procesoObservar Comparar Decidir Actuar
Operacin de un procesoComparar Decidir Cambios Proceso Respuestas
ActuarRespuesta dinmica
Medir
Operacin manual o en lazo abierto
Operacin automticaSustituye al operador humano
Cambios Proceso
Respuestas
Regulador Valores Deseados
Actuar
Medir
Operacin automtica en lazo cerradoRealimentacin
Operacin AutomticaMedir Comparar Decidir ActuarLT LC
ComponentesVariables para actuarRegulador Actuador Proceso Variables a controlar
Valores DeseadosTransmisorNos concentraremos en los reguladores y en el funcionamiento del conjunto en lazo cerrado
Valores medidos
Proceso dinmicoNivel lquido
tiempo
Apertura de la vlvula
tiempo
RefrigerantePT PC
TT
RAlimentacin FTC TC FT FC TT FC FT
LT
LC
D
Vapor
VFT FC
LT
LC
B
La operacin y el control de un proceso necesitan: 1 comprender su funcionamiento dinmico 2 mantener sus variables en los valores deseados a pesar de perturbaciones
Control e InstrumentacinPTTT
PC
FTC
RFC
TCFC TT
VFT FC
LT
LC
El control del proceso se lleva a cabo desde salas de control usando sistemas de control distribuido
ObjetivosCon esta asignatura se pretende que el alumno: Adquiera unos conocimientos bsicos y una metodologa de trabajo en
que le permitan
Dinmica de Sistemas Regulacin Automtica
sistemas de control automtico de la industria de procesos. Adquiera una experiencia prctica de la instrumentacin, herramientas y sistemas necesarios en automatizacin.
entender el funcionamiento modelar analizar y disear
Habilidades que debe adquirir el estudianteDesarrollo de modelos matemticos de procesos dinmicos. Obtener la dinmica del proceso con datos de respuesta en salto. Familiarizarse con los diagramas de bloques y procesos y con los diagramas de instrumentacin. Analizar la estabilidad del proceso y su respuesta dinmica. Familiarizarse con los controladores PID y los mtodos de sintona. Diseo de estructuras de control para un proceso (control feedforward, control en cascada, etc.) Conocimiento de la interaccin en los procesos multivariables. Familiarizarse con la tecnologa del control de procesos.
PSE Process Systems Engineering
La asignatura se inserta dentro del campo denominado PSE (Ingeniera de Sistemas de Proceso) Process Systems Engineering (PSE) trata del desarrollo de mtodos y herramientas basadas en ordenador para realizar un tratamiento integrado de todos los aspectos de modelado, simulacin, diseo, operacin control y gestin de las industrias de proceso. Es una rea multidisciplinar, donde colaboran desde la ingeniera qumica, elctrica, control, etc. a las matemticas aplicadas, las ciencias bsicas (qumica, fsica, biologa,..) y en particular la informtica.
Metodologa de Sistemas
Analizar la realidad Formular los problemas en trminos matemticos Resolver los problemas con las herramientas de clculo Interpretar las soluciones en trminos fsicos Aplicar las soluciones
Programa
Introduccin
Instrumentacin Controladores Autmatas Programables
Modelos dinmicos Anlisis de sistemas lineales Diseo e implementacin de sistemas de control
BibliografaControl e Instrumentacin de procesos qumicos, Ollero, Fdez.-Camacho, Edt. Sintesis, 1997 Ingenieria de control moderna, Ogata, Edt. Prentice Hall Inter. 4 edc, 2003 Process Dynamics, Modeling and Control, B.A. Ogunnaike, W.H. Ray, Oxford Univ. Press, 1994 Principles and practice of Automatic process control ,Smith,Corripio, Edt. John Wiley, 2006 Essentials of process control,W.L. Luyben, M.L. Luyben, Edt. Mc Graw-Hill, 1997 Process modeling, simulation and control for chemical eng., Luyben, Edt. McGraw Hill, 1990 Process Dynamics, Modelling, Analysis and simulation, B. Wayne Bequette, Edt. Prentice Hall, 1998 Automatic Tunning of PID Regulators, Astrom, Hagglund, Edt. ISA, 1995 Tuning of industrial control systems, A. B. Corripio., Edt. ISA, 1990 Manual de instrumentacin y control de Procesos, Edt. Alcin, 1998 Control Avanzado de Procesos, Jos Acedo Sanchez, Edt. Diaz de Santos 2002 Control systems Engineering, N.S. Nise, 2 edic. Addison Wesley, 1995 Process Dynamics and Control, D.E. Seborg, T.F. Edgar, D.A. Mellichamp, J. Willey, 1989 The Condensed Handbook of Measurement and Control, N.E. Battikh, Edt. ISA, 2nd Edition, 2003
Documentacin
Toda la documentacin de la asignatura se encuentra en ficheros PowerPoint en: www.isa.cie.uva.es/~prada www.isa.cie.uva.es/~maria Moodle Prcticas Ejemplos de problemas de examenes [email protected] [email protected]
Moodle
http://docenweb.isa.cie.uva.es/moodle/
Password: cipq2010
Los e-mails registrados se usarn para la comunicacin con los estudiantes
Estructura docente
Clases tericas L,M,X a las 10h
Aprender practicando: Clases Laboratorio M a las 4 y 6 (2 Grupos)
Ejercicios, Test Moodle
Realizacin de 4 proyectos prcticos
Conocer herramientas y sistemas Practicar con: Procesos reales, Sistemas de control, Instrumentacin, Software, Tcnicas y herramientas bsicas de modelado, anlisis y diseo, procesos simulados Empleo de un Simulador de sala de control Problemas Visitas, Conferencias
Laboratorio
Objetivo: ilustrar la teora y permitir al alumno aplicarla utilizando herramientas y sistemas reales. Aprender a utilizar herramientas y sistemas Simulacin Plantas de laboratorio con instrumentacin y equipos de control industriales Guiones /documentacin 4 Miniproyectos: combinan desarrollos en simulacin y realizaciones en plantas de laboratorio
Laboratorio1. Plantas de laboratorio, Instrumentacin, entornos de simulacin (CStation), PLCs, Software de control en tiempo real (JavaRegula) 2. Modelado e identificacin de procesos (EcosimPro, Cstation) 3. Anlisis de sistemas dinmicos (Matlab, Simulink) 4. Controladores PID y estructuras de control (JavaRegula, Cstation, EcosimPro)
Cuatro proyectos prcticos (uno por cada grupo (3 estudiantes max.): 1. PLC: control lgico. Entrega de la memoria el 9 de Marzo 2. Modelado. Entrega de la memoria el 13 de Abril 3. Anlisis de sistemas. Entrega de la memoria el 5 de Mayo 4. Diseo de control. Entrega de la memoria el 1 de JunioPresentaciones orales de grupos seleccionados Los grupos los organizis vosotros y se lo comunicis al delegado
Simulador de sala de control de procesos
Por grupos se harn practicas en un simulador de sala de control de procesos para entrenamiento de personal Fbricas azucareras Desarrollado en el CTA por ISA 2 grupos por da Empieza a partir del 20 de Abril
Visitas a IndustriasFactora de ACOR en Olmedo (Valladolid) salas de control y sistemas de instrumentacin Febrero 2010 Refinera de Petronor, en Amuski (Vizcaya) proceso y sistemas de control incluyendo control avanzado 15 ? de Mayo 2010 (inscripcin hasta el 30 de Abril) en cooperacin con la seccin de estudiantes de la ISAhttp://www.isa.org/ http://www.isa-spain.org
ConferenciasIntroduction of concepts of PID auto-tuning, Robin de Keyser, Fecha a determinar. Sala de Grados Otra conferencia que ya se anunciar convenientemente "Control Predictivo Multivariable" Rafael Gonzalez, Petronor, 15th May 2010
En cooperacin con la ISA (International Society of Automation) seccin de estudiantes, UVA
Calificacin
La Asignatura tiene dos partes: Los temas de Instrumentacin (1.2 y 1.3) impartidos por el profesor Uruea del Dpt. de Ing. Qumica en el primer cuatrimestre, y el resto de la asignatura impartida por el profesor C. de Prada y la profesora M Jess de la Fuente del Dpt. de Ing. de Sistemas. En la calificacin de la asignatura la primera parte contar un 25% y la segunda un 75%. Cada parte puede aprobarse independientemente y se guarda la calificacin hasta Septiembre. Tambin puede compensarse una parte con la otra, con los pesos antes indicados y siempre que se haya alcanzado, al menos, una calificacin de 4.
Calificacin 2 parte (Control)
Se valorar: Proyectos prcticos (30%) Para quienes saquen al menos un 4 en el examen Examen final (70%)Revista EuroXchange Los alumnos pueden publicar sus trabajos de prcticas o en el simulador en la Revista EuroXchange de la Federacin Europea de estudiantes de ISA. Las trabajos aceptados para publicacin tendrn especial consideracin cara a su valoracin en la calificacin Premio ISA Estudiantes Premio EcosimPro Premio Omrom
Calificacin 2 parte (control)Fechas de examen: 24 de Junio 2010 / 8 de Julio 2010 Se realizar un examen con dos partes: una de problemas y otra de teora y cuestiones. Duracin prevista: 3 h. de problemas y 1.h de teora Valoracin: 60 % de la nota para problemas y el 40 % para la teora. Nota mnima para aprobar la asignatura: 4 El alumno puede encontrar problemas de exmenes tpicos en la pagina web .
Tutoras
Despacho en el Dpto.de Ingenieria de Sistemas y Automtica. Planta baja, ala derecha de la Facultad de Ciencias Correo electronico:
[email protected] [email protected]
Proyectos Fin de carrera
Hay proyectos o trabajos de investigacin disponibles para quienes quieran realizarlos en ISA Temas en http://www.isa.cie.uva.es/~prada/ Participacin en proyectos de investigacin del departamento: Petronor, CERN, HYCON, OPEN-GAIN, EA, CTA etc. sobre temas de optimizacin, modelado y simulacin, control avanzado, gestin de redes, con participacin industrial Proyectos con plantas piloto en el laboratorio
Asignaturas optativas: Perfil de Control de procesos y SistemasControl por computador Informtica aplicada a la Ingeniera Qumica Sistemas de supervisin de procesos