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Control de ProcesosCesar de Prada, Tania RodriguezDpto. de Ingeniera de Sistemas y AutomticaISA-UVASede Megelina EIIprada@autom.uva.estania.rodriguez@autom.uva.esmailto:prada@autom.uva.esmailto:tania.rodriguez@autom.uva.esControl de Procesos Informacin general Orientacin y objetivos Programa Actividades Laboratorio Metodologa CalificacinInformacin generalPAGINA WEB: www.isa.cie.uva.es/~pradaCaracter: Optativa, 6 crditos (21 h teora, 7 h. aula, 30h. laboratorio)Curso: 4, 2 cuatrimestre codigo 42401Horario teora: Segundo cuatrimestre: Jueves de 10 a 12h, Horario Prcticas:Segundo cuatrimestre: Jueves de 12 a 14h, Sede Mergelina, Laboratorio del Dpto. de Ingeniera de Sistemas y AutomticaProfesor:Cesar de Prada Moraga Catedrtico de Ingeniera de Sistemas y Automtica (ISA), Sede Mergelina, EIIprada@autom.uva.es http://www.isa.cie.uva.es/~prada/Prerrequisitos: Conocimientos de Fundamentos de Automtica y Modeladomailto:prada@autom.uva.eshttp://www.isa.cie.uva.es/%7Eprada/ObjetivosEsta asignatura Proporciona conocimientos y metodologa para abordar el diseo de los sistemas de control y su aplicacin a escala industrial Introduce al alumno en los sistemas de control avanzado multivariable y en la obtencin prctica de modelos de proceso para su uso en los mismos. Proporciona una experiencia prctica de la instrumentacin, herramientas y sistemas necesarios en automatizacin de sistemas de proceso.Tareas de un IngenieroLCLTFT FCVaporPT PCLT LCDFC FTAlimentacin FVBRTTTCTTTCRefrigeranteFCFTLCLTFT FCVaporPT PCLT LCDFC FTAlimentacin FVBRTTTCTTTCRefrigeranteFCFTDiseoOperacin Control automticoCalcular y construir un proceso de acuerdo a unas especificacionesSaber como hacerle funcionar de forma eficienteHacer que funcione automticamente de la forma deseadaControl de procesosOperacin manual de un procesoObservarCompararDecidirActuarOperacin manual de un procesoTermmetroCalderaObservarCompararDecidirActuarOperacin de un proceso ProcesoMedirActuarRespuesta dinmicaOperacin manual o en lazo abiertoCambios RespuestasCompararDecidirOperacin automtica ProcesoMedirActuarCambios RespuestasReguladorValores DeseadosOperacin automtica en lazo cerradoSustituye al operador humanoRealimentacinOperacin AutomticaLT LCMedirCompararDecidirActuarOperacin automticaCalderaObservarCompararDecidirActuarTT TCComponentes ProcesoVariablesa controlarReguladorValores DeseadosActuadorTransmisorValores medidosVariables para actuarRevisaremos los distintos elementos del conjunto en lazo cerradoIntercambiador de calorInterpretar y disear sistemas de controlControl e InstrumentacinLCLTFCPT PCFCFVRTTTCTTTCFCFTEl control del proceso se lleva a cabo desde salas de control usando sistemas de control distribuido. La asignatura cubre tambin algunos elementos de tecnologa de controlDiversidad de Sistemas de ControlSP 45PV 45.54-20 mA deltransmisor4-20 mA alactuadorReguladores industriales de lazo (Exact, Sipart, .)D/AA/DMicroprocesadorD/A, A/D4-20 mA a lostransmisores4-20 mA a losactuadoresControl mediante PC (Regula,..)Diversidad de SistemasAutmatas Programables (PLC) Secuencias y funciones lgicas (S7, Allan Bradley,) SP 45PV 45.5Sistemas SCADA Supervision, Control And Data Adquisition (Fix, InTouch, PI, )Seales de contactos y analgicasDiversidad de SistemasCONSOLAS de OPERACION- CONTROLAVANZADO- DMCs- SISTEMASDE INFORMACIONPROCESOARMARIOS DE CONTROL: CONTROLADORESde PROCESO + TARJETAS DE E/S ANALOGICAS Y DE CONTACTOSLCN(RED LOCAL DE CONTROL)Sistemas de Control Distribuido: (TDC-3000, Delta-V, PCS7,..)SALASDECONTROLIMPRESORAS deALARMASDiversidad de SistemasLABORATORIOPRODUCTOSCRUDOSENERGIASBALANCESCONSOLAS de OPERACION- CONTROLAVANZADO- DMCs- SISTEMASDE INFORMACIONPROCESOARMARIOS DE CONTROLCONEXIONREMOTAETHERNET(RED GESTION DE LA PRODUCCION)LCN(RED LOCAL DE CONTROL)- CENTRAL- CENTROS REMOTOSOFICINASSistemas de Control de PlantaSALASDECONTROLMANTENIMIENTOALMACENSEGURIDADUSUARIOSIMPRESORAS deALARMASFunciones de los sistemas de controlSP 45PV 45.5SP 45PV 45.5Monitorizacin:Grficos, Esquemticos, Histricos, sealizacin de alarmas,...Supervisin:Monitorizacin, gestin de alarmas, cambio de consignas o secuencias, sintona, ... Funciones de los sistemas de controlD/A, A/DSP 45PV 45.5Control Digital Directo DDCControl del proceso: se recibe informacin, se calcula la seal de control y se enva al procesoEconomic optimizationAdvanced control MPCPID control / DCSField InstrumentationProcessLa operacin y el control de una factora de proceso estn organizados en una serie de capas que interactuan entre si y proporcionan distintas funcionalidadesPirmide de controlPirmide de controlReactorFTFTFCFCTT ATMPCSP Temp SP Conc.RefrigeranteProductou1u2ReactantesOptimizacin econmicaJerarqua de controlnivel 0Instrumentacinde CampoNivel 1Control ConvencionalPID, DCSNivel 2Control AvanzadoNivel 3Optimizaci nInteres econ micoPara implementar la funcionalidad de un nivel, los inferiores deben funcionar correctamente En particular, cualquier optimizacin econmica control avanzado requiere un buen funcionamiento de la capa de controlPrograma Introduccin Instrumentacin Controladores Diseo de sistemas de control estructuras de control Control multivariable Control avanzado Identificacin de Sistemas Control Predictivo Supervisin, estimacinPSE 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 herramentas 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, electrica, control, etc. a las matemticas aplicadas, las ciencias bsicas (qumica, fsica, biologa,..) y en particular la informtica.Metodologa de Sistemas Analizar la realidad en su conjunto y con las interacciones entre sus partes Formular los problemas en trminos matemticos Resolver los problemas con los conocimientos tericos y las herramientas de clculo Interpretar las soluciones en trminos fsicos Aplicar las solucionesBibliografaControl e Instrumentacin de procesos qumicos, Ollero, Fdez.-Camacho, Edt. Sintesis, 1997 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 Identification of multivariable industrial processes, Zhu Y., Backx, T., Springer Verlag 1993 Model Predictive Control, E.F. Camacho y C. Bordons, Second EditionSpringer-Verlag, Londres,ISBN 1-85233-694-3, 2004Essentials 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 2002The Condensed Handbook of Measurement and Control, N.E. Battikh, Edt. ISA, 2nd Edition, 2003Documentacin Toda la documentacin de la asignatura se encuentra en ficheros PowerPoint en: www.isa.cie.uva.es/~prada Prcticas prada@autom.uva.eshttp://www.isa.cie.uva.es/%7EpradaMoodle http://campusvirtual.uva.es/http://campusvirtual.uva.es/Estructura docente Clases tericas Aprender practicando Clases Laboratorio Conocer herramientas y sistemas Practicar con: Procesos reales, Sistemas de control, Instrumentacin, Software, Tcnicas y herramientas bsicas de modelado, anlisis y diseo, procesos simulados Seminario Empleo de un Simulador de sala de control Problemas y ejercicios Visitas, Conferencias Realizacin de 3 proyectos prcticos Concurso GT Ingeniera de Control CEA, ISALaboratorioObjetivo: Permiten al alumno aprender aplicando la teora y utilizando herramientas y sistemas reales. Simulacin Plantas de laboratorio con instrumentacin y equipos de control industrialesGuiones /documentacin3 Miniproyectos: combinan desarrollos en simulacin y realizaciones en plantas de laboratorio Report + presentacin oral y seminario1. Instrumentacin y sistemas de control2. Estructuras de control3. Identificacin de sistemas y Control predictivoTrabajos PrcticosP1 Instrumentacin y sistemas de control de procesos. Entrega 8/03 a las 10.00hP2 Diseo de estructuras de control.Entrega 19/04 a las 10.00hP3 Identificacin de sistemas y control predictivo. Entrega 24/05 a las 10.00hEntregas: un report por grupo en Moddle. Notificacin de grupos de alumnos al delegado (15 de Febrero)Presentacin oral con PowerPoint y seminario tras las entregasVisitas a IndustriasFactora de ACOR en Olmedo (Valladolid)Fecha prevista: 27 de marzo, salas de control y sistemas de instrumentacin (inscripcin hasta el 8 de marzo)Refinera de Petronor, en Muskiz (Vizcaya)proceso y sistemas de control incluyendo control avanzado Fecha prevista: 26 de abril (inscripcin hasta el 5 de abril)en cooperacin con la seccin de estudiantes de la ISAConferenciasen cooperacin con la seccin de estudiantes de la ISASistema de control distribuido Delta V Guillermo Verdin, Emerson Process, febrero 2018Julio Fernndez Losa, Instrumentacin y control, INTECSA INDUSTRIAL, febrero 2018"Control Predictivo Multivariable" Rafael Gonzalez, Petronor, Abril 2018Sistemas Instrumentados de Seguridad"Tania Rodriguez, Siemens-Gamesa, Marzo 2018Simulador 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 ISACalificacin Se valorar: Proyectos prcticos (60%) Seminarios (10%) Examen final (30%) cuestiones y ejerciciosPara quienes saquen al menos un 4 en el examenFechas de examen:4 Junio 2018 / 22 Junio 2018ConcursosRevista EuroXchange / Premio ISA estudiantesLos 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 calificacinAprender Compitiendo:Se anima a los alumnos a que participen en el Concurso en Ingeniera de Control 2018 organizado por CEA (Comit Espaol de Automtica) e ISA Espaa. Inscripcion hasta el 31 de Marzo de 2017Igualmente se anima a participar en otros premios promovidos por CEA (Comit Espaol de Automtica), junto a empresas:PREMIO EMPRESARIOS AGRUPADOS.pdfMOOC course on Dynamics and Controlhttp://www.aanet.ru/isa/students/ex.shtmlhttps://www.edx.org/course/dynamics-control-upvalenciax-dc201x-2Tutorias Despacho en el Dpto.de Ingeniera de Sistemas y Automtica. Sede Mergelina Edificio Alfonso VIII, 1 planta Correo electronico: prada@autom.uva.esmailto:prada@autom.uva.esTrabajos Fin de Grado TFG 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, CoPro, EA, CTA etc. sobre temas de optimizacin, modelado y simulacion, control avanzado, programacin, con participacin industrial Proyectos con plantas piloto en el laboratorio Informtica Industrial Prcticas en empresashttp://www.isa.cie.uva.es/%7Eprada/Control de ProcesosControl de ProcesosInformacin generalObjetivosTareas de un IngenieroControl de procesosOperacin manual de un procesoOperacin manual de un procesoOperacin de un proceso Nmero de diapositiva 10Operacin AutomticaOperacin automticaComponentes Intercambiador de calorInterpretar y disear sistemas de controlControl e InstrumentacinDiversidad de Sistemas de ControlDiversidad de SistemasDiversidad de SistemasDiversidad de SistemasFunciones de los sistemas de controlFunciones de los sistemas de controlPirmide de controlPirmide de controlNmero de diapositiva 25ProgramaPSE Process Systems EngineeringMetodologa de SistemasBibliografaDocumentacinMoodleEstructura docenteLaboratorioTrabajos PrcticosVisitas a IndustriasConferenciasSimulador de sala de control de procesosCalificacinConcursosTutoriasNmero de diapositiva 41

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