Guia docente
DATOS IDENTIFICATIVOS 2023_24
Asignatura AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS Código 00911034
Enseñanza
Descriptores Cr.totales Tipo Curso Semestre
4.5 Obligatoria Cuarto
Idioma
Castellano
Prerrequisitos
Departamento
Responsable
Correo-e
Profesores/as
Web http://www.unileon.es/estudiantes/estudiantes-grado/oferta-de-estudios/planes?id=0911034&curso=2015
Descripción general La automatización y el control son partes esenciales del diseño de procesos e industrias de cualquier tipo. Solamente empleando técnicas de automatización se consigue aumentar los tiempos de producción, la precisión en las variables y parámetros del proceso, la calidad en la obtención de un producto, así como la reducción de costes asociados a la producción. Los elementos de control están presentes cada vez en más aspectos de la realidad cotidiana debido a la disminución de su coste y a la diversidad de los sistemas controladores. En particular el autómata industrial es un elemento maestro capaz de resolver automatizaciones a precios razonables. Una visión de la industria agroalimentaria o cualquier tipo de industria no sería completa si no analizase las cuestiones propias de control y de automatización. La asignatura de automatización y control de procesos explica en que consiste un proceso, cuáles son sus elementos, variables, explica lo que es un autómata industrial y su programación y conexión a un proceso como elemento controlador.
Tribunales de Revisión
Tribunal titular
Cargo Departamento Profesor
Tribunal suplente
Cargo Departamento Profesor

Competencias
Código  
C1 CMECES1 Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

Resultados de aprendizaje
Resultados Competencias
Realizar un conocimiento del problema del control, sus elementos, definiciones y problemas asociado. A3801
B437
C1
Identificar el Autómata industrial programable como elemento controlador de procesos. Resolver ejemplos de programación y aplicaciones. A3779
A3791
A3801
A3881
Conocer los tipos de entradas y salidas al autómata: entradas digitales, analógicas, rangos, valores, conexionado. A3779
A3791
A3881
C1
Presentar y desarrollar las cuestiones relacionadas con el control de procesos. Identificación de parámetros y estudio de aplicaciones y técnicas de control. A3779
A3791
A3801
B437
C1
Programar un autómata industrial en ejemplos de aplicación relacionados con una industria agroalimentaria. Monitorización, alarmas, entornos de operador, programador. A3779
A3881
C1

Contenidos
Bloque Tema
Introducción a la automatización TEMA 1: Introducción: conceptos generales de Automatización. La automatización de los procesos. Procesos, relaciones entre procesos. Las entradas y salidas. Sistemas realimentados Los ordinogramas y diagramas de flujo. Bloques fundamentales en procesos. Distintos tipos de control, continuo, discreto y por lotes. Concurrencia.

TEMA 2: Descripción de procesos concurrentes: GRAFCET: elementos de base, etapas, líneas de evolución y
transiciones. Receptividades y actividades. Reglas de evolución. Principios complementarios. Ejemplo simple de diseño. GRAFCET con sensores y accionadores. Estructuras básicas. Secuencia lineal, convergencia y divergencia en “o”, en “y”. Macroetapas. Etapas iniciales y preposicionamiento.
El autómata industrial TEMA 3: TEMA 2: Autómatas en los procesos de producción. Autómatas como elementos de control de procesos. Arquitectura interna. Bloques fundamentales. CPU. Elementos, ALU, acumuladores, FLAGs, contador de programa, decodificador de instrucciones, ROM. Entradas, salidas, interfaces. El ciclo de funcionamiento. Mapa de entradas y salidas, memorias, marcas, memoria de programa EEPROM. Modos de operación. Ciclo de funcionamiento. Chequeo inicial, tiempo de ejecución del autómata. Ejecución de instrucciones. Transferencia de información en el sistema de E/S.

TEMA 4: Programación del Autómata. Ejecución secuencial. Proceso por lotes. Tiempos de ejecución. Elementos de alta velocidad. Operaciones aritméticas, lógicas, comparadores, saltos de control, bucles, operaciones de incremento, de decremento. Bloques de un programa: El programa principal, subrutinas, interrupciones. Marcas especiales. El “perro guardián”. El ciclo real de funcionamiento y los servicios esporádicos. Modularidad.

TEMA 5: Conexionado del Autómata: entradas y salidas. Sensores, actuadores, convertidores DA y AD. Sensores: clasificación. Características generales, estáticas: rango de medida, resolución, precisión, linealidad sensibilidad; dinámicas: velocidad de respuesta, tiempo de retardo, tiempo de subida, respuesta en frecuencia. Transductores de proximidad, posición, distancia, desplazamiento, deformación, velocidad, acelerómetros, fuerza, temperatura, presión, caudal, nivel. Accionadores: Clasificación. Características generales. Eléctricos: relés, contactores, servomotores de cc, Servomotores de ca. Motores paso a paso. Hidráulicos, neumáticos: válvulas, servoválvulas, cilindros. Instrumentos inteligentes. Convertidores DA: unipolares, con signo. Convertidores AD. Precisión, linealidad, tipos. Adaptación de señal. Muestreo y la retención.
Elementos de control TEMA 6: El problema del control. Definiciones. Cadena abierta, cerrada. Realimentación. Estabilidad. Sistemas analógicos. Principales elementos de control. Actuadores y sensores en lazo cerrado. Entrada de referencia (consigna), de realimentación, canal de error. Estado manual y automático. Acción de dos posiciones. Aplicación: control de llenado de un depósito. Sistema con brecha diferencial. Acción de control proporcional, acción de control integral, acción de control derivativa. El controlador PID. Ventajas e inconvenientes de cada acción de control aislada. Elección del controlador óptimo. Respuesta al escalón unitario en lazo cerrado. Parámetros del sistema: ganancia del sistema, tiempo de retardo, tiempo de subida, tiempo de pico, tiempo de establecimiento. Selección del controlador para una acción de regulación. Reglas. Discretización, parametrización.

TEMA 7: Aspectos adicionales: Elementos de visualización, conexionado, parametrizaciones, alarmas. Paneles de datos, botoneras, interfaz de operador.

Planificación
Metodologías  ::  Pruebas
  Horas en clase Horas fuera de clase Horas totales
Prácticas en laboratorios 23 34.5 57.5
 
Tutoría de Grupo 6 12 18
Tutorías 1 0 1
 
Sesión Magistral 12 18 30
 
Realización y exposición de trabajos. 1 3 4
Pruebas de desarrollo 2 0 2
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologí­as
Metodologías   ::  
  descripción
Prácticas en laboratorios Las prácticas de laboratorio consistirán en el trabajo con autómatas industriales, su conexionado y programación. Además se expondrá el funcionamiento de diversos aparatos de medición electrónicos y de sensores y actuadores relacionados con las cuestiones teóricas.
Tutoría de Grupo Al solicitarse un trabajo de automatización resuelto en grupo se reservan estas horas para el trabajo de los diferentes grupos en el laboratorio. Durante este tiempo habrá un soporte del profesor acerca de las cuestiones de aplicación de métodos y técnicas que conduzcan a la resolución del trabajo propuesto.
Tutorías Las tutorías individuales tiene la finalidad de explicar a los alumnos aquellas dudas que no sean inmediatas en su resolución o que exijan un trabajo con un autómata o la programación de un proceso.
Sesión Magistral La sesión magistral consistirá en la exposición clara y argumentada de las cuestiones previstas en el programa de clases teóricas de la asignatura.

Tutorías
 
Tutoría de Grupo
Tutorías
descripción
Al solicitarse un trabajo de automatización resuelto en grupo se reservan las horas de Tutoría de Grupo para el trabajo de los diferentes grupos en el laboratorio. Durante este tiempo habrá un soporte del profesor sobre cuestiones de aplicación de métodos y técnicas que conduzcan a la resolución del trabajo propuesto.

Con el fin de no interrumpir la actividad en las clases prácticas, las tutorías individuales tiene la misión de explicar a los alumnos aquellas dudas que no sean inmediatas en su resolución o que exijan un trabajo con un autómata o programa aplicado.


Evaluación
  descripción calificación
Sesión Magistral Examen de cuestiones y problemas asociados 30%
Prácticas en laboratorios Realización correcta de las prácticas de la asignatura 40%
Realización y exposición de trabajos. Realización y presentación de un trabajo individual de automatización 10%
Pruebas de desarrollo Realización de un trabajo de automatización en grupo 20%
 
Otros comentarios y segunda convocatoria

   En las lecciones magistrales en primer lugar se plantea una exposición teórica y argumentada de los conceptos recogidos en el programa. Posteriormente se desarrollan los contenidos y se muestra su aplicación a casos concretos o ejemplos. Se emplearán los recursos correspondientes y el soporte informático de la Universidad.

   En las prácticas de laboratorio se resolverán ejercicios relacionados con los aspectos vistos en las clases de teoría, o bien como apoyo o bien como complemento a las cuestiones vistas en las clases magistrales. Se plantearán cuestiones de ampliación y casos particulares de aplicación. Los alumnos tendrán a su disposición la documentación y el material necesario (equipamiento, software, autómatas) para la realización de las prácticas.

   Los seminarios de trabajo en grupo son horas reservadas para la elaboración por parte de los alumnos de un trabajo de automatización resuelto en grupo. Se buscará que los grupos sean reducidos y que el trabajo se distribuya entre los diferentes integrantes del grupo, aunque manteniendo siempre la autonomía del grupo en cuanto a sus decisiones de organización y estructura.

   Las tutorías de grupo se prevén como un tiempo de control, por parte del profesor, del estado de la asignatura en cuanto a su impartición y su comprensión y seguimiento por parte de los alumnos. Pretende ser un tiempo en el que prime la obtención por parte del profesor de las posibles dificultades en el desarrollo de la asignatura y la detección de cualquier tipo de problema.

   Las horas de tutoría individual se reservan para la consulta por parte del alumno de las dudas, tanto teóricas como prácticas, que vayan surgiendo en la impartición de la asignatura.

   Examen escrito sobre conocimientos teóricos, su aplicación, ejercicios y cuestiones. Contabilizará del 30%de la calificación. Esta prueba evaluará fundamentalmente el dominio de los conocimientos básicos de la materia con un mayor énfasis en cuanto a su aplicación a supuestos concretos. En su caso se valorarán de forma positiva aspectos adicionales a los conocimientos mostrados, como pueden ser la claridad, completitud y argumentación en la exposición de las respuestas.

   Evaluación de los trabajos individuales de prácticas que contabilizarán de un 10% del total de la calificación. En ellos se valorará la claridad en la exposición, la presentación y la precisión en las referencias a conceptos y resultados.

    Elaboración y presentación de un trabajo realizado en grupo que contabilizará de un 20% de la calificación. Se evaluará el grado de detalle y precisión en la resolución del trabajo así como su presentación y exposición.

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   En la evaluación para la 2ª convocatoria ordinaria se siguen las mismas pautas que en la primera convocatoria ordinaria.

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PAUTAS DE ACTUACIÓN EN CASO DE COPIA, PLAGIO O FRAUDE DE EXÁMENES (si fuesen de aplicación):

   El profesor informará al inicio del periodo docente y/o con anterioridad a la celebración de las pruebas evaluadoras, a través del canal de comunicación que considere oportuno (Moodle, tablón de anuncios, el aula, correo electrónico...) de los materiales, medios y recursos adicionales, necesarios para el desarrollo de los exámenes o pruebas de evaluación.

   Queda expresamente prohibido el uso y la mera tenencia de dispositivos electrónicos que posibiliten la comunicación (teléfonos móviles, radiotransmisores, etc.).

   En caso de producirse alguna irregularidad durante la celebración de la prueba de evaluación, en base a la Normativa vigente, se procederá a la retirada del examen, expulsión del aula y calificación como suspenso.


Fuentes de información
Acceso a la Lista de lecturas de la asignatura

Básica Josep Balcells, José Luis Romeral, Autómatas Programables, Marcombo Boixareu Editores, Barcelona 1997
Smith, Carlos A.; Corripio, Armando B, Control Automático de procesos, Limusa. Noriega Editores, México, 1999
Eronini, Umez, Eronini, Dinámica de sistemas y control, Thomson Learning, México, 2001
Bossy, Jean Claude; Brard, Paul; Faugère Patrice; Merlaud, Christian, GRAFCET. Práctica y Aplicaciones, Edicions UPC, Barcelona 1995
Ogata, Katsuhiko, Ingeniería de control moderna, Prentice Hall Hispanoamericana, México 1980
DiStefano, Joseph J.; Stubberud, Allen R.; Williams, Ivan J., Retroalimentación y Sistemas de control, Mc Graw Hill, México 1993

Manual del fabricante de Autómata S7-1200 de Siemens. Manuales adicionales. Disponibles en Internet.

Ejemplos y ejercicios de aplicación. Disponibles en internet.

Páginas Web de aspectos mencionados en clase: normalmente referencias a la Wikipedia.

Complementaria Hyde, J.; Regué, J. y Cuspinera, A., Control electroneumático y electrónico, Norgren, Barcelona. 1997
Timothy Maloney, Electrónica industrial moderna, Prentice Hall, México 1997

Documentación adicional disponible en internet.

Manuales de fabricante y hojas técnicas de documentación de componentes.


Recomendaciones


Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
CÁLCULO / 00911001
FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA / 00911005
ELECTROTECNIA Y ELECTRIFICACIÓN AGRARIA / 00911010
 
Otros comentarios
Es imprescindible la asistencia continuada a las clases y la realización de las prácticas previstas en cada tema de la asignatura. Se recomiendan conocimientos asentados de Informática. ================================================================ Asignatura sin docencia (normativa de matriculación ULE). Asignatura con docencia finalizada.