Principios de Instrumentación y Control

TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO ENQUÍMICA ÁREA INDUSTRIAL

EN COMPETENCIAS PROFESIONALES

ASIGNATURA DE PRINCIPIOS DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

UNIDADES DE APRENDIZAJE

1. Competencias Coordinar la transformación de materias primas a través de la aplicación de los procesos fisicoquímicos y termodinámicos para la obtención de productos químicos, petroquímicos, alimentos y farmacéuticos

2. Cuatrimestre Cuarto3. Horas Teóricas 134. Horas Prácticas 325. Horas Totales 456. Horas Totales por

Semana Cuatrimestre3

7. Objetivo de Aprendizaje El alumno controlará las variables de un proceso a través de instrumentación industrial para mantener la operatividad del mismo.

Unidades de AprendizajeHoras

Teóricas Prácticas TotalesI. Introducción a la instrumentación y control de procesos

2 4 6

II. Métodos de medición 5 10 15III. Sistemas de Control 6 18 24

Totales 13 32 45

ELABORÓ:Comité de Directores de la Carrera de TSU en Química

REVISÓ:Comisión Académica y de vinculación del área.

APROBÓ: C. G. U. T.FECHA DE ENTRADA EN VIGOR:

Septiembre de 2010

F-CAD-SPE-28-PE-5B-13-A2

PRINCIPIOS DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL


1. Unidad de Aprendizaje

I. Introducción a la instrumentación y control de procesos

2. Horas Teóricas 23. Horas Prácticas 44. Horas Totales 65. Objetivo de la

Unidad de Aprendizaje

El alumno interpretará diagramas de tubería e instrumentación para identificar puntos de medición y control.

Temas Saber Saber hacer Ser

Fundamentos de instrumentación y control.

Explicar la aplicación de la instrumentación y control en los procesos fisicoquímicos.

Definir los conceptos de: control, lazo abierto y lazo cerrado de control, dinámica de un proceso, variables manipuladas, variables controladas, estabilidad de un proceso.

Identificar los tipos de instrumentos presentes en los sistemas de control: Indicadores, registradores, controladores, transmisores, convertidores y elementos finales de control.

Identificar las especificaciones técnicas de los instrumentos: intervalo de medida, alcance, error, incertidumbre, exactitud, precisión, zona muerta, sensibilidad, repetibilidad e histéresis.

AnalíticoProactivoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de SíntesisSolución de problemas




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Diagramas de tubería e instrumentación

Enlistar las características de los diagramas de tubería e instrumentación.Identificar la simbología asociada a la instrumentación industrial con base en las normas vigentes de ISA -S5 o equivalente.

Elaborar diagramas de tubería e instrumentación conforme a la norma ISA - S5.

AnalíticoProactivoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de SíntesisSolución de problemas




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PROCESO DE EVALUACIÓN

Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizajeInstrumentos y tipos de

reactivosA partir de un caso práctico elaborará un reporte que contenga: - Dinámica del proceso.- Tipos de instrumentos de medición.- Especificaciones técnicas de los instrumentos de medición.- Diagrama de tubería e instrumentación.

1. Comprender las aplicaciones de la instrumentación y control.

2. Comprender la dinámica de los procesos.

3. Identificar los tipos y especificaciones técnicas de los instrumentos de medición.

4. Comprender las características y simbología de los diagramas de tubería e instrumentación.

Ejercicios prácticosLista de cotejo




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PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE

Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticos

Ejercicios prácticosEquipos colaborativosTareas de investigación

Pizarrón, Proyector, Computadora, Normas, Planos y diagramas de procesos

ESPACIO FORMATIVO

Aula Laboratorio / Taller Empresa

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II. Métodos de medición

2. Horas Teóricas 53. Horas

Prácticas10

4. Horas Totales 155. Objetivo de la


El alumno seleccionará los métodos de medición para determinar la calidad de los productos y las condiciones de operación.


Métodos de medición de nivel

Explicar las características y funcionamiento de los instrumentos de medición de nivel.

Describir los métodos de medición de nivel

Seleccionar el método de medición de nivel acorde a los requerimientos de precisión, exactitud, sensibilidad y condiciones de operación.

Medir el nivel de sólidos y líquidos en un proceso fisicoquímico cumpliendo con los requerimientos de precisión, exactitud y sensibilidad según las condiciones de operación del proceso.

AnalíticoProactivoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas




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Métodos de medición de temperatura

Identificar las características y funcionamiento de los instrumentos de medición de temperatura: termómetros, termistores, termopares.

Explicar los métodos de medición de temperatura.

Seleccionar el método de medición de temperatura confome a los requerimientos de precisión, exactitud, sensibilidad y condiciones de operación.

Medir la temperatura en un proceso fisicoquímico cumpliendo con los requerimientos de precisión, exactitud y sensibilidad según las condiciones de operación del proceso.


Métodos de medición de presión

Identificar las características y funcionamiento de los instrumentos de medición de presión: Bourdon, Diafragma y Fuelle.

Explicar los métodos de medición de presión.

Seleccionar instrumentos de medición de presión confome a los requerimientos de precisión, exactitud, sensibilidad y condiciones de operación.

Medir la presión en un proceso fisicoquímico cumpliendo con los requerimientos de precisión, exactitud y sensibilidad según las condiciones de operación del proceso.





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Instrumentos y métodos de medición de flujo

Identificar las características y funcionamiento de los instrumentos de medición de flujo: placa de orificio, tobera, tubo Venturi, tubo Pitot, turbina.

Explicar los métodos de medición de flujo.

Seleccionar el medidor de flujo conforme a las características de los instrumentos y las condiciones de operación.Medir el flujo en un proceso fisicoquímico cumpliendo con los requerimientos de precisión, exactitud y sensibilidad según las condiciones de operación del proceso.

AnalíticoAsertivoProactivoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas




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reactivosA partir de un caso práctico, elaborará un reporte que contenga:- Diagrama de proceso con instrumentación de medición de: nivel, temperatura, presión y flujo.- Método de medición de nivel, temperatura, presión y flujo. - Tabla de resultados de la medición.

1. Identificar los tipos y características de los instrumentos de medición de las variables de un proceso.

2. Comprender los métodos de medición de las variables del proceso.

3. Comprender la simbología de los instrumentos en un diagrama de proceso.





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PizarrónProyectorComputadoraPlanos y diagramas de proceso

ESPACIO FORMATIVO


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III. Sistemas de control

2. Horas Teóricas 63. Horas

Prácticas18

4. Horas Totales 245. Objetivo de la


El alumno seleccionará las variables a controlar en un proceso, para proponer el modo, los controladores y elementos finales de control.


Modos de control

Explicar las características y aplicaciones de los sistemas de control: On-off, Proporcional, Proporcional + integral PI, Proporcional + integral + derivativo PID, Digitales y Controladores Lógicos Programables PLC.

Determinar modos de control acordes al proceso.

AnalíticoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad de trabajar bajo presiónCapacidad de SíntesisSolución de problemas

Controladores Explicar las características, aplicaciones y criterios de selección de controladores de tipo neumáticos, eléctricos, electrónicos, digitales y PLC en función de la variable a controlar y la dinámica del proceso.

Seleccionar controladores en función de las variables y la dinámica del proceso.





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Elementos finales de control

Explicar el funcionamiento, características y aplicaciones de los elementos finales de control: válvulas, motores eléctricos y servoválvulas.

Proponer los elementos finales de control, acordes a los procesos y variables a manipular.





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reactivosA partir de un caso práctico elaborará un reporte que contenga: - Sistema de control.- Características de los Instrumentos de medición, controladores y elementos finales de control en un proceso.- Variable manipulada y variable controlada.- Criterios de selección del sistema y sus controladores.- Conclusiones.

1. Identificar los modos de control de proceso.

2. Comprender la dinámica del proceso.

3. Identificar la variable a medir y a controlar.

4. Comprender las características y aplicaciones de los controladores

5. Integrar los instrumentos de medición, controladores y elementos finales de control en un proceso.





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PizarrónProyectorComputadoraPlanos y diagramas de proceso Equipos de laboratorio o planta piloto con sistemas de control

ESPACIO FORMATIVO


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CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA

Capacidad Criterios de Desempeño

Transformar la materia prima y productos intermedios a través de procesos químicos y operaciones unitarias para que los productos cumplan con las especificaciones establecidas

Opera el proceso de transformación - recibe y registra resultados de laboratorio del material a procesar- registra en bitácora de operación la evolución de las condiciones de las etapas proceso-presenta el producto trasformado

Controlar las condiciones de los reactores y equipos de separación mediante el monitoreo de la variables del proceso y con los resultados de laboratorio, para que el producto terminado cumpla con las especificaciones establecidas

Realiza el control del proceso:Vigila las variables del procesoMuestrea y envía al laboratorio para su análisis interpreta los resultados de laboratorioRealiza ajustes a las variables del procesoElabora reporte de operación

Verificar la calidad del producto terminado mediante la evaluación de los resultados de laboratorio, para proponer acciones correctivas y preventivas y asegurar el cumplimiento de las especificaciones establecidas con el cliente.

Realiza cotejo de los resultados de laboratorio contra las especificaciones del producto terminadoRegistra en bitácora de operaciónRealiza reporte conteniendo:- Fecha y hora de producción- Identificación del lote- Volumen de producción- Identificación del producto terminado- Especificaciones- Observaciones- Nombre y firma del responsable

Evaluar el proceso de transformación mediante el análisis de resultados y herramientas estadísticas para proponer mejoras que permitan elevar los niveles de eficiencia y eficacia

Realiza propuesta de mejoras del proceso que contiene:- análisis FODA- Objetivos- Metas- Estrategias- Acciones- Estimación de costos




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FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Autor Año Título del documento Ciudad País Editorial

Bolton, w. (1999) Instrumentación y control industrial

Madrid España Thompson International

Soisson, Harold E.

(2006) Instrumentación industrial

D.F. México Limusa Wiley

Bolton (2010) Ingeniería de control D.F. México Alfa Omega

Creus Sole, Antonio

(2010) Instrumentación industrial

Madrid España Marcombo

Morris (2002) Principios de medición e instrumentación

D.F. México Prentice hall

Ollero de Castro, Pedro; Fernández Camacho, Eduard

(1999) Control e instrumentación de procesos químicos

D.F. México Síntesis editorial

Smith , Carlos A.

(2010) Control automático de procesos

D.F. México Limusa Wiley

Alfred Roca Cusido

(2002) Control de procesos México México Alfa Omega

William D. Cooper/ Albert D. Helfrick

(2009) Instrumentación Electrónica y Moderna

México México Pearson Prentis Hall




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