Automatización y Control Industrial
(Curso Académico 2020 - 2021)

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• 12 - Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control.

• T7 - Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas.
• T9 - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

• O5 - Capacidad para aprender y trabajar de forma autónoma.
• O6 - Capacidad de resolución de problemas.
• O7 - Capacidad de razonamiento crítico/análisis lógico.
• O8 - Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica.

• CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
• CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

Módulo I: Introducción a la Automatización de Procesos Industriales
- Profesorado: Silvia Alayón Miranda, José Francisco Sigut Saavedra
- Temas
TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL
En este bloque se introducen los conceptos fundamentales relativos a la automatización y al control de procesos industriales para dar al alumno una visión general de la asignatura.
TEMA 2. SENSORES Y ACTUADORES
Definición de sensor. Características generales. Clasificación de sensores. Ejemplos de su utilización. Definición de actuador. Características generales. Clasificación de actuadores. Ejemplos de su utilización.
TEMA 3. EL AUTÓMATA PROGRAMABLE
Definición de autómata programable. Características principales. Tipos de autómatas programables. Autómatas de Siemens. Arquitectura interna de un autómata programable: unidad central de proceso, memorias, interfaz de entrada/salida, alimentación. Modos de operación de un autómata programable. Ciclo de funcionamiento.
TEMA 4. PROGRAMACIÓN DE AUTÓMATAS PROGRAMABLES EN EL LENGUAJE DE ESQUEMA DE CONTACTOS (KOP)
Introducción a los lenguajes de programación de autómatas programables. El Step 7. Elementos básicos del Lenguaje de Contactos: contactos, bobinas y cuadros. Temporizadores y Contadores. Reglas para construir segmentos en serie y en paralelo. Estrategias de programación. Ejemplos de programación.

Contenidos prácticos:
-Ejemplos del uso de sensores.
-Ejemplos del uso de actuadores.
-Prácticas de programación con autómatas de Siemens

Módulo II: Introducción al Control Industrial
- Profesor/a: Leopoldo Acosta Sánchez, Marta Sigut Saavedra
- Temas
TEMA 5. INTRODUCCIÓN AL CONTROL DE SISTEMAS
Revisión histórica. Componentes de un sistema de control. Concepto de realimentación
TEMA 6. MODELADO Y ANÁLISIS DE SISTEMAS CONTINUOS EN EL DOMINIO TEMPORAL
Modelado de sistemas. Transformada de Laplace. Propiedades. Función de transferencia. Representación de los sistemas. Respuesta temporal. Estabilidad en el dominio temporal. Diagrama de bloques. Simplificación de diagramas de bloques.
TEMA 7. ANÁLISIS DE SISTEMAS CONTINUOS EN EL DOMINIO FRECUENCIAL
Respuesta Frecuencial. Estudio de la Estabilidad en el dominio frecuencial
TEMA 8. TÉCNICAS BÁSICAS DE CONTROL DE SISTEMAS
Estructura de control. Controlador Todo-Nada. Errores en régimen permanente. Especificaciones de diseño. Controlador PID. Rechazo de perturbaciones. Ejemplos de sistemas de control.

Contenidos prácticos:
-Práctica Introducción al Matlab y/u Octave y/o Scilab
-Demostración de un sistema real de Control
-Práctica simulación de sistemas I. Respuesta temporal.
-Práctica simulación de sistemas II. Interconexión de varios bloques.
-Práctica Controlador Todo-Nada.
-Práctica Controlador PID.
-Práctica Rechazo de perturbaciones.

Profesorado: todos
- Consulta bibliográfica.
- Manejo de herramienta informática en inglés.
 

Se procurará, en la mayoría de los temas, seguir la metodología de "aula invertida", es decir, que el profesorado pone a disposición materiales de los temas (vídeo, lecturas, etc.) que deben ser estudiados por el alumnado antes de clases teóricas. Las clases teóricas (grupo grande) se dedicarán a resolver dudas y cuestiones, así como realizar ejemplos y
problemas para reforzar los contenidos previamente estudiados.

Las prácticas de la parte de Automatización se centrarán en el uso de los autómatas programables. Se plantearán varios problemas de automatización y se resolverán por medio de la programación de los autómatas.

En las clases prácticas de la parte de Control se plantearán y resolverán, al menos parcialmente, una serie de problemas que han de utilizar la aplicación Octave. Se comenzará con ejercicios básicos, para que el alumnado se familiarice con el manejo de la misma. Posteriormente se plantearán una serie de ejercicios relacionados directamente con el control de procesos industriales.

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas o de problemas a grupo completo	35,00	0,00	35,0	[CB3], [CB2], [O7], [O6], [O5], [T9], [T7], [12]
Clases prácticas en aula a grupo mediano o grupo completo	6,00	0,00	6,0	[CB3], [CB2], [O8], [O6], [O5], [T9], [12]
Estudio/preparación de clases teóricas	0,00	40,00	40,0	[CB3], [CB2], [O7], [O6], [O5], [T7], [12]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	15,00	15,0	[CB3], [CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [12]
Preparación de exámenes	0,00	35,00	35,0	[CB3], [CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [T7], [12]
Realización de exámenes	4,00	0,00	4,0	[CB3], [CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [T7], [12]
Asistencia a tutorías, presenciales y/o virtuales, a grupo reducido	3,00	0,00	3,0	[CB3], [CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [T7], [12]
Prácticas de laboratorio o en sala de ordenadores a grupo reducido	12,00	0,00	12,0	[CB3], [O8], [O6], [O5], [T9], [12]
Total horas
Total ECTS

- “Autómatas Programables".
Autor: J. Balcells y J.L Romeral. ISBN: 8426710891. Ed: Marcombo
- “Autómatas Programables. Entorno y Aplicaciones". E. Mandado et al. ISBN: 84-9732-328-9. Ed. Thomson
- "INGENIERÍA DE CONTROL MODERNA" Katsuhiko Ogata. Prentice Hall, 1998
- "SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROL" Benjamin C. Kuo. CECSA (Prentice-Hall), 1996

- "PRINCIPLES AND PRACTICE OF AUTOMATIC PROCESS CONTROL" . C. Smith, A. Corripio. John Wiley & Sons, 1985
- "RETROALIMENTACIÓN Y SISTEMAS DE CONTROL" Distefano, Stubberud and Williams. Schaum-Mcgraw-Hill. 1992

- Apuntes de control automático
- Software:
Step 7 Microwin. Se trata de un software para la programación en KOP del autómata S7-200 de Siemens.
Matlab. Software para modelización, análisis y diseño de sistemas de control.
Octave. Software libre para modelización, análisis y diseño de sistemas de control.
Scilab. Software libre para modelización, análisis y diseño de sistemas de control.
- Hardware:
Autómatas programables S7-200 de Siemens.
Sistemas reales.

La evaluación de la asignatura se rige por el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna (BOC de 19 de enero de 2016), o bien por el Reglamento de Evaluación que la Universidad de La Laguna tenga vigente en el momento de la convocatoria y/o de publicación de las actas correspondientes.

En virtud del Reglamento actual, la evaluación de la asignatura es continua y consiste en las siguientes pruebas:

- Entrega de trabajos prácticos y/o cumplimentación de cuestionarios prácticos en determinados momentos de la asignatura (30%), tanto para el módulo I como para el módulo II. Dentro del 30%, una sexta parte (el 5% de la calificación de la asignatura) se desarrollará en inglés.
- Examen de teoría (70%) del módulo I y módulo II.

Para aprobar la asignatura en evaluación continua será necesario que al menos el alumnado haya obtenido:
- En el examen de teoría una calificación mínima de 5 puntos (sobre 10). Se hace media de los dos módulos, teniendo en cuenta que la nota mínima a considerar en cada módulo para hacer la media es de 4.
- En la parte práctica un 5 en cada módulo (se hará media de las notas de los dos módulos).

En la prueba final de la asignatura, el alumnado se podrá evaluar de cualquiera de las partes no superadas mediante la realización de una prueba indicada por el profesorado, en la fecha oficial de convocatoria que figure en el calendario académico, manteniendo las notas del resto de pruebas superadas con la misma ponderación.
Si el alumnado no asiste a dicha prueba final, la calificación en el acta será de "No presentado".

Evaluación alternativa:

Si el alumnado opta por la evaluación alternativa, en la prueba final debe evaluarse de cada una de las partes de la asignatura.
El examen de teoría coincidirá con la fecha del examen de convocatoria que figure en el calendario académico. Respecto a la parte práctica el alumnado deberá resolver un supuesto práctico en el laboratorio, que se realizará en función de la disponibilidad del mismo.

IMPORTANTE: El alumnado deberá solicitar la prueba del supuesto práctico en el laboratorio con 7 días de antelación con respecto a la fecha oficial de convocatoria que figure en el calendario académico.

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas de respuesta corta	[CB3], [CB2], [O7], [O6], [O5], [T7], [12]	Cumplimentación de cuestionarios sobre las prácticas	15,00 %
Pruebas de desarrollo	[CB3], [CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [T9], [T7], [12]	Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia	70,00 %
Informes memorias de prácticas	[CB3], [CB2], [O8], [O7], [O6], [O5], [T7], [12]	Entrega de los trabajos presencialmente en el laboratorio. En cada trabajo se analizará: - Estructura del trabajo - Originalidad - Presentación	15,00 %

El cronograma se muestra en la siguiente tabla.

* La distribución de los temas por semana es orientativo, puede sufrir cambios según las necesidades de organización docente.
 

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	Tema 1	Clase Teoría: Presentación. Explicación Tema 1 Clase Práctica: Acceso al aula virtual y formación de grupos de prácticas, descargar y leer la guía docente	4.00	6.00	10.00
Semana 2:	Tema 2	Clase Teoría: Explicación Tema 2 Clase Práctica: Ejemplos del uso de sensores y actuadores	4.00	6.00	10.00
Semana 3:	Tema 2	Clase Teoría: Explicación Tema 2 Clase Práctica: Ejemplos del uso de sensores y actuadores	4.00	6.00	10.00
Semana 4:	Tema 3	Clase Teoría: Explicación Tema 3 Clase Práctica: Prácticas de programación con el S7 -200. Entrega de trabajo práctico	4.00	6.00	10.00
Semana 5:	Tema 4	Clase Teoría: Explicación Tema 4 Clase Práctica: Prácticas de programación con el S7 -200. Entrega de trabajo práctico	4.00	6.00	10.00
Semana 6:	Tema 4	Clase Teoría: Explicación Tema 4. Realización de problemas Clase Práctica: Prácticas de programación con el S7 -200. Entrega de trabajo práctico	4.00	6.00	10.00
Semana 7:	Tema 4	Clase Teoría: Explicación Tema 4. Realización de problemas Clase Práctica: Prácticas de programación con el S7 -200. Entrega de trabajo práctico	4.00	6.00	10.00
Semana 8:	Tema 4 Tema 5	Clase Teoría: Explicación Tema 4. Realización de problemas Clase Teoría: Explicación Tema 5. Revisión histórica del Control. Componentes de un sistema de Control. Práctica Introducción al Matlab y/u Octave y/o Scilab	4.00	6.00	10.00
Semana 9:	Tema 5 Tema 6	Clase Teoría: Explicación Temas 5 y 6. Concepto de realimentación. Modelado de sistemas. Práctica Introducción al Matlab y/u Octave y/o Scilab	4.00	6.00	10.00
Semana 10:	Tema 6	Clase Teoría: Explicación Tema 6.Transformada de Laplace. Propiedades. Función de transferencia. Estabilidad. Práctica: Demostración de un sistema real de Control	4.00	6.00	10.00
Semana 11:	Tema 6 Tema 7	Clase Teoría: Explicación Temas 6 y 7.Diagrama de bloques. Respuesta temporal. Práctica simulación de sistemas I. Respuesta temporal. Entrega de trabajo práctico	4.00	6.00	10.00
Semana 12:	Tema 7	Clase Teoría: Explicación Tema 7. Respuesta frecuencial. Diagramas de Bode. Estudio de la Estabilidad. Práctica simulación de sistemas II. Interconexión de varios bloques. Entrega de trabajo práctico	4.00	6.00	10.00
Semana 13:	Tema 8	Clase Teoría: Explicación Tema 8. Estructura de control. Control Todo-Nada. Errores en régimen permanente. Práctica Controlador Todo-Nada. Entrega de trabajo práctico	4.00	6.00	10.00
Semana 14:	Tema 8	Clase Teoría: Explicación Tema 8. Control PID. Rechazo de perturbaciones. Ejemplo de sistemas de control. Práctica Controlador PID y rechazo de perturbaciones. Entrega de trabajo práctico	4.00	6.00	10.00
Semana 15 a 17:	Trabajo autónomo y realización de pruebas de evaluación		4.00	6.00	10.00
Total			60.00	90.00	150.00