Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2003-04

3105100261 CONTROL I INSTRUMENTACIÓ DE PROCESSOS


Objectius  
Aconseguir que tots els estudiants que cursen l'assignatura acabin:
1. Coneguent els elements que s'utilitzen en els processos industrials per efectuar la Medició, el Registre i el Control de les variables (Temperatura, Pressió, Nivell, Cabal, Ph, Humitat, etc.)
2. Coneguent els mètodes de càlcul usuals per a l'elecció, instal·lació i calibració dels elements que formen els bucles de control.
3. Podent dissenyar circuits per automatitzar processos industrials.
Per aconseguir aquests objectius és necessari que cada estudiant realitzi un treball personal profund. Per això compta amb les classes, les fitxes de suport, la bibliografia recomanada, i l'ajuda del professor en les tutories.
 
Prerrequisits  
Química, Física, Electricitat, Electrònica, Instal·lacions industrials Complementàries i Operacions Bàsiques I.
 
Contingut (Programa)  
Bloc 1
Justificació de l'Assignatura. Introducció general: població mundial, consums de matèries primes, l'energia, el medi ambient, sistemes de comunicacions, transport, els mercats internacionals, competitivitat, qualitat dels productes, assegurament de la qualitat, normes ISO 9000. Triangle bàsic: Seguretat, Qualitat i M.A. Desenvolupament sostenible i l'eco-eficiència.

Bloc 2
Mida i xarxes analògiques i digitals. Transmissions òptiques.

Bloc 3
Introducció a l'automatització d'operacions industrials.
- Materials emprats per realitzar el disseny de circuits automàtics
a) Relès, pitjadors, interruptors, finals de carrera, microrruptors, temporitzadors, comptadors, programadors de lleves, fotocèl·lules, “arrancadores”, contactors, interruptors de proximitat.
b) Detectors de temperatura, pressió, nivell, circulació de líquids, pes.
- Automatisme flexible utilitzant lògica no cablejada amb (PLC)
- Servomecanismes bàsics. Operacions bàsiques susceptibles de robotitzar.
- Sistemes d'alimentació elèctrica ininterromputs (SAI)

Bloc 4
Medició de les variables fonamentals d'operacions
- Elements primaris, elements de mesura, sensors.
- Errors de mesura. Calibració d'elements primaris i d'instruments.

Bloc 5
Processos continus, discontinus o per lots, processos discrets.
- Control automàtic de processos: sistemes de control, en llaç obert i llaç tancat.
- Bondat de control. Integral d'error. Integral d'error absolut.
- Variables controlades i variables manipulades.

Bloc 6
Captura i transmissió de les dades i del procés.
- Transductors i transmissors. Pneumàtics i electrònics.

Bloc 7
Elements finals de control: resistències elèctriques. Vàlvules automàtiques. Cilindres pneumàtics amb posicionador. Motors elèctrics de velocitat fixa i velocitat variable. Motors elèctrics lineals. Motors elèctrics amb variador de freqüència. Posicionadors. Encoders.

Bloc 8
Procediments de medició de: Temperatura, Pressió, Nivell, Cabal, Humitat, Densitat, Pes, Ph, conductivitat.

Bloc 9
Magnituds dinàmiques característiques d'un tram regulat.

Bloc 10
Controladors tot-res: Termostats, Presostats, Nivostats, Fluotats.

Bloc 11
Vàlvules termostàtiques.

Bloc 12
Controladors PID. Ajustaments de les accions.

Bloc 13
Processos lineals i no lineals.
- Controladors: Autoajustables, predictius, adaptatius predictius, comunicacions.
- Controladors d’un llaç i múltiples llaços programables.
- Ordinadors supervisors de processos. Control distribuït. Interfases a l'operador.

Bloc 14
Instrumentació d'operacions industrials: intercanviadors de calor, evaporadors, cristalitzadors, decantadors, assecadors, generadors de calor, columnes de destil·lació.
 
Bibliografia  

- Conductores de fibras ópticas. G. Mahlke. Marcombo.
- Fichas de apoyo de la asignatura. A. López. DEQATA
- Instrumentación industrial. Antonio Creus. Marcombo.
- Instrumentos Industriales, su ajuste y calibración. Antonio Creus. Marcombo.
- Instrumentos de control de procesos. Cosidine. M.G.Hill
- manual del ingeniero Químico. J.Perry. Uteha.
- Simulación y control de procesos. Antonio Creus. Marcombo.
- Sistemas digitales de control de procesos. S. Szklanny. Ed. Control SRL
 
Mètodes docents  
Metodologia i tutories per al desenvolupament de l'assignatura:
1. Exposició dels temes que formen l'assignatura.
2. Plantejament i solució de problemes tipus a la pissarra.
3. Treballs pràctics en el laboratori.
4. Tutories els dilluns i dimarts de 12 a 14 h. Per a qüestions urgents, qualsevol dia i hora.

 
Tipus d'exàmens i avaluacions  
Per poder-se presentar a qualsevol de les dues convocatòries és necessari entregar els treballs indicats dintre dels terminis fixats i haver realitzat les pràctiques del Laboratori de Control.
L'examen es composa de tres proves separades:
1. Contestar 15 o 20 preguntes curtes de teoria.
2. Resoldre 5 problemes semblants als resolts en les classes.
3. Realitzar un projecte d'automatització i/o completar la instrumentació d'un procés.

Per aconseguir la suficiència de l'assignatura, és necessari superar cada una de les tres proves.
 
Informació addicional  
Problemes tipus que s'han de resoldre a les classes

1. Elecció d'elements per a la medició de temperatures.
2. Retards en els sistemes de medició.
3. Elecció d'elements per a mesura de pressions.
4. Elecció de transmissors de pressions, absoluta, relativa i diferencial.
5. Mesures de nivell. Determinació del volum del flotador.
6. Normes Afnor per a la mesura de cabals.
7. Elecció de les vàlvules de control.
8. Determinació de l'ajustament experimental d'un controlador PID.
9. Determinació de la regulabilitat d'un tram que volem regular.
10. Determinar els posicionaments de les vàlvules de control.

Pràctiques de laboratori

 Simulació de processos:
1. Termoelements
2. Transmissió de mesures
3. Controladors T-N
4. Controladors PID
5. Controladors multillaç
6. Cascades
7. Controladors de freqüència.
8. Controladors lògics programables PLC

Cada alumne ha de realitzar els següents treballs:
a) Sistemes d'alimentació ininterrompuda per a xarxes d'automatismes i control automàtic.
Data límit d'entrega 22 d'octubre de 2001 .
b) Controladors lògics programables.
Data límit d'entrega 19 de novembre de 2001
c) Sistemes SCADA
Data límit d'entrega 17 de desembre de 2001

Els treballs anteriors s'han de presentar escrits en Word (tipus de lletra Arial tamany 10)
 
Llengua de les classes  
Català