Advanced Process Control

Control Avanzado de Procesos

 

OBJETIVOS

Control avanzado de procesos es una asignatura de especialización en el título de Ingeniero Químico. El alumno que se matricula en ella debe tener claros los conocimientos básicos sobre Control e Instrumentación de Procesos Químicos. En este sentido, el objetivo con el que se plantea esta asignatura es afianzar en la práctica estos conocimientos básicos (para ello se propone el uso de plantas piloto y de simuladores matemáticos) y complementar su formación en el campo del control de procesos con la descripción de técnicas de control que complementan y/o mejoran a las ya aprendidas en cursos anteriores.

 

TEMARIO

 

1. Introducción al Control Avanzado de Procesos. Compilación de conocimientos importantes en CIPQ 

2. Técnicas de respuesta en frecuencia

3. Control anticipativo 

4. Control de procesos con dinámica compleja 

5. Control adaptativo 

6. Control basado en modelo 

7. Control de operaciones unitarias 

8. Experimentación en planta piloto de control de procesos

 

METODOLOGÍA DOCENTE

 

Lección magistral participativa. Se provee a alumno de material didáctico necesario para seguir la asignatura en forma de presentaciones MS Powerpoint. Siguiendo el hilo conductor de este material en las clases magistrales se plantean ejemplos que permiten comprender los conceptos impartidos (discusiones en grupo, problemas de pizarra, simulaciones por ordenador).

Seminario I: Simulación de sistemas de control básico y avanzado. Se realiza en el aula de ordenadores en horario de clases. Mediante hojas de cálculo previamente programadas se estudian conceptos de control básico y avanzado. El objetivo es afianzar los conocimientos adquiridos en la asignatura troncal de cuarto curso "Control e Instrumentación de Procesos Químicos" y los que se vayan impartiendo en las clases de esta asignatura de quinto curso. 

Seminario II: Diseño de un sistema de control para una planta piloto. Se realiza en la planta piloto del Departamento de Ingeniería Química en horario de clases. Se dispone de una planta con un reactor, varios depósitos de almacenamiento, línea de aire a presión e instrumentación adecuada para el control. Los alumnos, en grupos de entre 3 y 5, deben diseñar un sistema de control para esta planta y ponerlo en funcionamiento.

Seminario III. Control de operaciones unitarias. Se propone a los alumnos, en grupos de entre 3 y 5 individuos, la realización de un trabajo bibliográfico sobre la forma en la que se controlan distintas operaciones unitarias. Para ello deben hacer uso de libros existentes en la biblioteca, revistas especializadas y de internet.

 

ACTIVIDADES PREVISTAS

 

No procede

 

EVALUACIÓN

Para los alumnos que realicen los seminarios

1. UN EXAMEN FINAL (50% DE LA NOTA) 

2. UN TRABAJO BIBLIOGRÁFICO (TEMA 7) (20% DE LA NOTA) 

3. MEMORIA DE PRÁCTICAS DE SIMULACIÓN  (TEMA 1) (15% DE LA NOTA) 

4. MEMORIA PRÁCTICAS EN PLANTA PILOTO (TEMA 8) (15% DE LA NOTA)

LOS APARTADOS 2,3 Y 4 SERÁ REALIZADOS EN GRUPOS DE 3 Ó 4 PERSONAS

 

Para los alumnos que no realicen los seminarios

Examen final con cuestiones teóricas y prácticas sobre los contenidos impartidos en la asignatura y varios problemas.

BIBLIOGRAFÍA

 

De uso general:

 

W.L. LUYBEN. Process Modelling, Simulation, and Control for Chemical Engineers. 2nd ed., Mc Graw - Hill, New York (1990) 

P. OLLERO DE CASTRO, E. FERNÁNDEZ CAMACHO. Control e Instrumentación de Procesos Químicos, Síntesis, Madrid (1997) 

D.E. SEBORG, T.F. EDGAR, D. MELLICHAMP. Process Dynamics and Control, John Wiley & Sons, New York (1989) 

C.A. SMITH, A.B. CORRIPIO. Control Automático de Procesos. Teoría y Práctica, Limusa, México (1991) 

G. STEPHANOPOULOS. Chemical Process Control. An Introduction to Theory and Practice, Prentice-Hall, New Jersey (1984)

 

Para profundizar:

 

[1] K.J. ASTROM, B. WITTENMARK. Adaptative Control. 2nd ed., Addison-Wesley Publishing Company, Inc., Reading (1995) 

[2] K.J. ASTROM, B. WITTENMARK. Computer-controlled Systems: Theory and Practice 3rd ed., Prentice Hall, Upper Saddle River (1997) 

[3] B.W. BEQUETTE. Process Dynamics. Modelling, Analysis and Simulation, Prentice Hall PTR., New Jersey (1998)

 [4] R.H. BISHOP. Modern Control Systems. Analisys and Design using Matlab, Addison-Wesley Publishing Company, Reading (1993) 

[5] J.G. BOLLINGER, N.A. DUFFIE. Computer Control of Machines and Processes, Addison-Wesley, Reading (1989) 

[6] W. BOLTON. Control Engineering, Longman Scientific & Technical, London (1992) 

[7] C. CAMINA. Sistemas Continuos de Control, SPUPV, Valencia (1994)

[8] F.J. CEMBRANOS. Sistemas de Control Secuencial, Paraninfo, Madrid (1998)

 [9] D.M. CONSIDINE, G.D. CONSIDINE.Process Instruments and Control Handbook, Mc Graw-Hill, New York (1985)

 [10] J.M. COULSON, J.F. RICHARDSON. Chemical Engineering. Chem. & Biochem. Reac. Process Control, Pergamon, New York (1994) 

[11] A. CREUS SOLE. Simulación y Control de Procesos por Ordenador, Marcombo, Barcelona (1987)

[12] A. CREUS SOLE. Control de Procesos Industriales: Criterios de Implantación, Marcombo, Barcelona (1988) 

[13] A. CREUS SOLE. Simulación de Procesos con PC, Marcombo, Barcelona (1989)

[14] A. CREUS SOLE. Instrumentos Industriales: su ajuste y calibración. 2ª ed., Marcombo, Barcelona (1990) 

[15] A. CREUS SOLE. Instrumentación Industrial. 5ª ed, Marcombo Boixareu, Barcelona (1993)

[16] J.J. DISTEFANO III, A. R. STUBBERUD , I.J. WILLIAMS. Retroalimentación y Sistemas de Control 2ª ed., Mc Graw-Hill, Madrid (1992) 

[17] R. FERREIRO. Nociones sobre Aplicación de PLCs al Control de Procesos Industriales, SPUC, La Coruña (1995) 

[18] G.F. FRANKLIN. Control de Sistemas Dinámicos con Retroalimentación. Addison-Wesley Iberoamericana, Argentina (1991) 

[19] J.A. HASLAM, G.R. SUMMERS, D. WILLIAMS. Engineering Instrumentation and Control, Arnold, London (1981) 

[20] IFAC. Advanced Control of Chemical Processes, Pergamon, Oxford (1994) 

[21] A. ISIDORI. Nonlinear Control Systems, Springer, Berlín (1995) 

[22] C.D. JOHNSON. Process Control Instrumentation Technology. 5th ed., Prentice-Hall International, Inc., New Jersey (1997) 

[23] B.J. KUO. Sistemas de Control Digital.1ª edición en español. CECSA, México (1997) 

[24] W.L. LUYBEN. Process Modelling, Simulation, and Control for Chemical Engineers. 2nd ed., Mc Graw - Hill, New York (1990) 

[25] W.L LUYBEN, B.D. TYREUS, M.L. LUYBEN. Plantwide Process Control, McGraw-Hill, New York (1999) 

[26] J.M. MACIEJWSKI. Multivariable Feedback Design, Addison Wesley, New York (1995) 

[27] V.A. MARTÍNEZ. Automatizar con Autómatas Programables, RA-MA, Madrid (1991) 

[28] K.S. NARENDRA, A.M. ANNASWAMY. Stable Adaptive Systems, Prentice-Hall International Inc., London (1989)

[29] J. NÓ, J.M. ANGULO. Control de Procesos Industriales por Computador, Paraninfo, Madrid (1987) 

[30] K. OGATA. Designing Linear Control Systems with Matlab, Prentice - Hall D.L., New Jersey (1994)

[31] K. OGATA. Dinámica de sistemas, Prentice - Hall Hispanoamericana, México (1987)

[32] K. OGATA. Discrete-time Control Systems, Prentice - Hall D.L., New Jersey (1995) 

[33] K. OGATA. Ingeniería de Control Moderna. 3ª ed. Prentice - Hall Hispanoamericana, México (1998) 

[34] K. OGATA. Problemas de Ingeniería de Control utilizando Matlab. Prentice - Hall, Madrid (1998) 

[35] R.H. PERRY, D.W. GREEN, J.O. MALONEY. Manual del Ingeniero Químico. 6ª edición, Mc Graw-Hill interamericana, México (1998)

[36] C.L.PHILLIPS, H.T. NAGLE. Sistemas de Control Digital. Análisis y Diseño. 2ªed., Barcelona (1993) 

[37] M. POLKE. Process Control Engineering, VCH, Weinheim (1994)

[38] J.B. RAWLINGS. Dynamics and Control of chemical reactors, distillation columns and batch processes, Pergamon, Oxford (1995) 

[39] J. SALT, E. CASADO, M.MARTÍNEZ. Prácticas de Sistemas de Tiempo Real y de Control de Procesos, SPUPV, Valencia (1988) 

[40] D.E. SEBORG, T.F. EDGAR, D. MELLICHAMP. Process Dynamics and Control, John Wiley & Sons, New York (1989) 

[41] F.G. SHINSKEY. Sistemas de Control de Procesos: Aplicación, Diseño y Sintonización, Mc Graw-Hill, México (1996) [42] C.A. SMITH, A.B. CORRIPIO. Control Automático de Procesos. Teoría y Práctica, Limusa, México (1991)

 

MATERIAL EXTRA

Relación de Problemas Respuesta Frecuencia

Relación de Problemas Control Anticipativo

Modelo de examen final

Simulador nivel de líquido en tanque

 

WEBS DE INTERÉS

www.isa.org

www.cheresources.com

www.plcs.net/contents.shtml

http://members.iinet.net.au/~ianw/primer.html

 

 

 

Modificado: 28/03/2006 16:22:57