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Sistemas Automáticos

Universidad de Oviedo

Presentación

Índice

• ¿Quiénes somos?• Objetivos• Programa• Evaluación• Prácticas• ¡ Repasar conceptos básicos !• Recursos• Bibliografía• Asignaturas optativas de 5º

UNIVERSIDAD DE OVIEDO

Dpto. de Ing. Eléctrica, Electrónica de Computadores y

de SistemasDIEECSÁrea de

Ingeniería Eléctrica IE

Área de Ingeniería

Eléctrica IEÁrea de Tecnología

Electrónica ATE

Área de Tecnología Electrónica ATE

Área de Ingeniería de Sistemas y

Automática ISA

Área de Ingeniería de Sistemas y

Automática ISA

Docencia

- EPS de Ingeniería de Gijón- EU Ingeniería Técnica Industrial - EU Ingeniería Técnica Minera y Topográfica- EU Ingeniería Técnica Informáticade Oviedo y de Gijón

- ETS Ingenieros de Minas- ES Marina Civil- Facultad de Química- Facultad de Ciencias

Área de Teoría de la Señal y

Comunicaciones TSC

Área de Teoría de la Señal y

Comunicaciones TSC

ISA (Ingeniería de Sistemas y Automática)

Actualmente en torno a 25 becarios.Hemos realizado proyectos con:• Arcelor• Asturiana de Zinc• Cristalería Española (Saint Gobain)• Térmica de Aboño (Hidrocantábrico)• Sinterstahl (vídeo)• Chupa Chups• Santa Bárbara• …

Laboratorios de ISAHorno, tren de rodillos y puente grúa

vídeo

Laboratorios de ISA

• Célula de fabricación flexible

Profesores de TeoríaGrupo 1: Antonio Robles Álvarez Tel: 985.18.25.39 Despacho: 2.2.10 arobles@isa.uniovi.esTeoría: Ma de 8:15 a 9:15, Mi de 9:15 a 10:15 Tutorías: Ma 16:30-18:30, Mi 11:30-13:30. Ju de 17-19 Grupo 2: Ignacio Díaz Blanco (Coordinador) Tel: 985.18.26.63 Despacho: 2.2.09 idiaz@isa.uniovi.esTeoría: Ma, Ju, de 11:30 a 12:30 Tutorías: Lu,Ma,Mi de 16 a 18 Grupo 3: Alberto Benjamín Diez GonzálezTel: 985.18.20.67 Despacho: 2.1.12 alberto@isa.uniovi.esTeoría: Ma de 10:15 a 11:15, Vi de 8:15 a 9:15Tutorías: Lu, Mi de 9 a 12Grupo 4: Juan Manuel Guerrero MuñozTel: 985.18.25.31 Despacho: 2.1.14 guerrero@isa.uniovi.esTeoría: Ma de 9:15 a 10:15, Ju de 8:15 a 9:15Tutorías: Ma de 11:30 a 13:30 y 17-19. Ju de 17 a 19

Profesores de Prácticas

Iván Machón González Tel: 985.18.25.32 Despacho: 2.2.02 machonivan@uniovi.esTutorías: Ma,Mi, Ju de 11:30 a 13:30

Además de los cuatro profesores de teoría.

Objetivos

A final de curso, el alumno debe ser capaz de:• Aplicar metodología de diseño• Valorar especificaciones de control• Comprender y aplicar fundamentos de control• Combinar diferentes técnicas de análisis y diseño• Explicar efecto de factores tecnológicos• Realizar una programación básica de un Autómata Programable

Industrial

102007

Programa

Bloque 1: El Problema de Control Bloque 2: Diseño de Reguladores Bloque 3: Aspectos Tecnológicos del Control

112007

Programa (B1)

Bloque 1: El Problema de Control1. Sistemas de control secuencial2. Introducción al control realimentado3. Propiedades básicas de la realimentación

AUTOMOVIL

Sensorde

velocidad

Control

referencia de velocidad

velociad medida

velocidad realpropulsión

122007

Programa (B2)

Bloque 2: Diseño de Reguladores4. Diseño mediante el lugar de las raíces5. Diseño en el dominio de la frecuencia6. Métodos empíricos de diseño y arquitecturas de control7. Introducción al control digital

132007

Programa (B3)

Bloque 3: Aspectos Tecnológicos del Control10. Sensores 11. Actuadores

142007

Evaluación Texto oficial: http://isa.uniovi.es/~idiaz/SA/Practicas/NormativaPracticas.html

Nomenclatura (todas las notas son expresadas sobre 10):

– Ci: Nota obtenida en el control de la práctica i (será cero en caso de no presentado)

– C: Nota media de los controles – E: Nota obtenida en el examen de prácticas – P: Nota de la parte práctica – T: Nota de la parte de teoría (examen escrito) – N: Nota global de la asignatura

152007

Nota global

• La nota global de la asignatura N será

N = 0.6 ·T + 0.4 ·P

siempre que el alumno obtenga una nota mínima de 4 en teoría. En caso contrario, se considerará suspenso sea cual sea el valor de 0.6 ·T + 0.4 ·P y a efectos de calificación numérica se le otorgará a N un valor máximo de 4.

• Se realizará un único examen teoría final que consistirá en una prueba escrita con:

– problemas– cuestiones de aplicación– cuestiones relacionadas con las prácticas

162007

Partes de la práctica

Las prácticas constarán de dos partes básicas: – La prepráctica, consistente en una serie de ejercicios previos

relacionados con la práctica para que el alumno resuelva de forma individual. Dicha prepráctica se evaluará mediante un control escrito, realizado al inicio de cada sesión práctica, de unos 20-25 minutos, con preguntas o ejercicios similares a los propuestos en la prepráctica. La nota del control de la práctica i será Ci. Los controles a los que el alumno no se presente tendrán una nota de 0.

– La práctica, consistente en la realización de ejercicios de carácter práctico y presencial en los laboratorios del Área de Ingeniería de Sistemas y Automática sobre el computador o sobre los equipos de laboratorio.

172007

Examen de prácticas

• Al final del curso se hará un examen de prácticas en el laboratorio, cuya nota será E. Esta prueba se realizará en horario de prácticas y el resultado de la misma, al igual que el de los controles, se conservará para todas las convocatorias posteriores hasta la de febrero de 2008 inclusive.

• En las convocatorias de septiembre y febrero se realizarán también exámenes de prácticas para aquellos alumnos que deseen presentarse. Estos exámenes se realizarán el mismo día del examen teórico, a la finalización del mismo. La nota del examen de prácticas obtenida en cada convocatoria invalidará las notas obtenidas en exámenes prácticos anteriores y se conservará hasta la convocatoria de febrero de 2008 inclusive.

182007

Evaluación de prácticas

• La nota C de los controles será:

• La nota total de la parte práctica P será: P = 0.25 ·C + 0.75·E

• Al igual que la nota E del examen de prácticas, la nota de la parte práctica P será en todo caso la calculada a partir de la nota del último examen de prácticas al que se haya presentado el alumno (cualesquiera notas de exámenes de prácticas anteriores, ya sean superiores o inferiores, quedan anuladas) y tendrá validez hasta la convocatoria de febrero de 2008 (inclusive). A partir del inicio de las clases del curso siguiente, las notas C, E y P se consideran caducadas.

6654321 CCCCCCC +++++

192007

Prácticas realizadas en el curso 2005-06

Los alumnos que hayan realizado las prácticas del curso 2005- 2006 podrán optar por conservar la nota obtenida en dicho curso o someterse al mismo proceso de realización y evaluación de prácticas que el resto de los alumnos. Estos alumnos tienen dos opciones:

– No presentarse al examen de prácticas. Se entenderá en este caso que conservan la nota de prácticas del curso 2005-2006, invalidando cualquier calificación de los controles en el caso de que los hubieran hecho.

– Presentarse al examen de prácticas. En este caso se entenderá que renuncian a la nota de prácticas del curso 2005-2006 y a partir de ese momento se someten al mismo proceso de evaluación de prácticas que el resto de los alumnos.

202007

Grupos de prácticas y control de asistencia

• La asistencia a las prácticas es de carácter voluntario, aunque el alumno deberá asistir si quiere puntuar en los controles.

• Los grupos de prácticas serán asignados alfabéticamente para facilitar la compatibilidad entre horarios de grupos de prácticas y grupos de teoría.

• Por defecto, los alumnos de un grupo dado podrán asistir a las prácticas los días y horas indicados en el calendario de prácticas para dicho grupo.

• Para facilitar la asistencia, dos alumnos de grupos distintos pueden acordar un intercambio en una práctica concreta, informando de ello en el control de asistencia de la sesión práctica afectada.

• El profesor podrá negar la asistencia a una sesión práctica a todos aquellos alumnos que se presenten sin pertenecer al grupo asignado a dicha sesión o que no hayan acordado un intercambio con un miembro de dicho grupo.

• En caso necesario, se podrá exigir DNI o tarjeta de estudiante.

212007

1ª Práctica• Normativa, distribución de grupos, fechas, enunciado de

prepráctica, práctica y documentos adicionales disponibles en la web de la asignatura Marzo

222007

¡ Repasar conceptos básicos ! (Análisis Dinámico de Sistemas 2º)

• Modelado de sistemas. Linealización. Transformada de Laplace. Diagramas de bloques.

• Análisis en el dominio del tiempo. Respuesta temporal. Estabilidad. Criterio de Routh.

• Análisis en el dominio de la frecuencia. Diagrama de Bode. Diagrama polar.

• Análisis de sistemas realimentados. Criterio de Nyquist

232007

Recursos

• Página web de Sistemas Automáticos:http://isa.uniovi.es/~idiaz/SA/SA.html

• Página web de Análisis Dinámico de Sistemas (2º):http://isa.uniovi.es/docencia/adsii/

242007

Bibliografía (teoría)[Franklin05] Franklin, G.F. et al. “Feedback Control of Dynamic Systems”,

5ª edición, Prentice-Hall, 2005.

[Dorf05] Dorf, R.C. et al. “Sistemas de Control Moderno”, 10ª edición, Prentice- Hall, 2005.

[Ogata03] Ogata, K. “Ingeniería de Control Moderna”, 4ª edicion, Prentice Hall, 2003

[Puente95] Puente, E. Andrés. "Regulación Automática I“, Universidad Politécnica de Madrid, Servicio de Publicaciones, 1995

[Astrom03] Astrom K.J. "Control System Design. Lecture Notes for ME155A" http://www.cds.caltech.edu/~murray/courses/cds101/fa02/caltech/astrom.html

[Kuo02] Kuo, B.C. “Automatic Control Systems”, 8ª edición, John Wiley & Sons, 2002

[Goodwin01] Goodwin, G. C. et al. "Control System Design", Prentice-Hall, 2001

252007

Bibliografía (problemas)

[ARACIL93] "Problemas de Regulación Automática", Universidad Politécnica de Madrid, 1993

[BARRIENTOS96] A. Barrientos et al. “Control de Sistemas Continuos. Problemas resueltos”. McGraw-Hill,Madrid 1996.

[MATEOS] F. Mateos et SL. “Problemas de Regulación Automática”, Delegación de alumnos, ETSI Industriales de Gijón.

[OGATA99] Ogata, K. "Problemas de ingeniería de control usando MATLAB", Prentice Hall, 1999

262007

Asignaturas optativas de 5º

ISA propone las siguientes asignaturas en 5º curso:• Control de procesos en tiempo real (1c, v)• Diseño de sistemas avanzados de control (2c, v)• Ingeniería electrónica y automática (2c, v)• Ingeniería de automatización (2c, o)• Robótica e integración sensorial (2c, o)• Automatización integral de edificios (2c, o)• Regulación automática y control en ingeniería eléctrica (2c, ie)• Comunicaciones en entornos industriales (1c, e)

1c / 2c: 1er / 2º cuatrimestrev/o: vinculante/optativa para la intensificación Electrónica y Automáticaie: optativa para la intensificación Ingeniería Eléctricae: libre elección

272007

Control de Procesos en Tiempo Real

Contenidos de la asignatura:• Programación avanzada en lenguaje C• Sistemas informáticos de control• Programación multitarea en Tiempo Real• Trabajo de un caso práctico

Aplicaciones:• Control de procesos distribuido• Servidores de comunicaciones• Sistemas empotrados de control:

automóvil, telefonía móvil, equipos electrónicos, electrodomésticos, etc.

Aplicaciones:• Control de procesos distribuido• Servidores de comunicaciones• Sistemas empotrados de control:

automóvil, telefonía móvil, equipos electrónicos, electrodomésticos, etc.

Proceso A

Señales

Comandos

Equipo Informático de Control

Proceso B

Señales

Comandos

Proceso C

Señales

Comandos

TareaA

TareaB

TareaC

Interfaz usuario

Base datos

Comuni-caciones

S.O.Tiempo

282007

Diseño de Sistemas Avanzados de Control

• Programación de algoritmos de control digital

• Diseño de reguladores discretos

• Control Predictivo• Control Robusto• Control Adaptativo• Control Difuso• Identificación de sistemas

http://isa.uniovi.es/~hilario/dsac.htm

292007

El objetivo fundamental de la asignatura es que el alumno se familiarice con los elementos electrónicos y automáticos que formar parte de los sistemas de control industrial, facilitándole ejemplos en el laboratorio y familiarizándole con las tareas de diseño e implementación del sistema de control.

Ingeniería Electrónica y Automática

302007

SISTEMAS AUTOMATIZADOSSENSORES Y ACTUADORESAUTOMATIZACIÓN MEDIANTE LÓGICA CABLEADAAUTÓMATAS PROGRAMABLES (PLCs)PROGRAMACIÓN DE PLC´s (STEP-7 SIMATIC S7-300)INTERFACES DE USUARIO: HMISISTEMAS SCADA. WINCC de SIEMENSSISTEMAS DE COMUNICACIÓN INDUSTRIALPROYECTO DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

Ingeniería de Automatización

EvaluaciEvaluacióón:n:Prueba Prueba testtest (30%)(30%)Trabajo final (70%)Trabajo final (70%)

SimaticSimatic S7S7

WinCCWinCC

312007

PlantaPlantapilotopiloto

Trabajando Trabajando en el laboratorioen el laboratorio

AplicaciAplicacióónnSCADASCADA Herramientas deHerramientas de

disediseñño, y depuracio, y depuracióónn

Ingeniería de Automatización

322007

Integración Sensorial y Robótica: del robot

industrial…Desde los años 70No perciben su

entorno Necesitan una

célula. Caros. Dificultad de

reprogramación = falta de flexibilidad = +caros

332007

… a las nuevas aplicaciones

Ejemplos de Integración Sensorial en Robótica EEjemplosjemplos de de IntegraciIntegracióónn SensorialSensorial en en RRobobóóticatica

Robótica e Integración Sensorial

SistemasSistemas MultisensorMultisensor y y RobRobóóticatica (SiMuR)(SiMuR)

isa.uniovi.es/simurisa.uniovi.es/simur

Videos, demostraciones y documentos relacionados en:

362007

Regulación Automática y Controlen Ingeniería Eléctrica

2º cuatrimestre – Optativa

• Conocer los principios de funcionamiento de los accionamientos eléctricos.

• Adquirir los conocimientos básicos sobre los principios de control de los motores eléctricos.

• Entender los diferentes esquemas de control basados tanto en modelos estáticos como dinámicos de los motores eléctricos.

• Familiarizarse con el conexionado, configuración, y puesta en marcha de accionamientos eléctricos comerciales.

• Conocer las características constructivas (procesadores digitales, electrónica de potencia, sensores etc.) de los accionadores eléctricos.

372007

AutomatizaciAutomatizacióón Integral de Edificiosn Integral de EdificiosDomDomóóticatica / / InmInmóóticatica

CONTENIDO RESUMIDO:

1. GENERALIDADES SOBRE DOMOTICA E INMÓTICA2. PRINCIPALES SISTEMAS DOMÓTICOS/INMOTICOS3. DESARROLLO DE PROYECTOS4. ESTUDIO DE CASOS.6 C6 C

3 T3 T

3 P3 P

EvaluaciEvaluacióón:n:Prueba Prueba testtest (30%)(30%)Trabajo final (70%)Trabajo final (70%)

PRÁCTICAS:1) Piso piloto domótico. Estudio de funcionalidades,

componentes y arquitectura 2) Productos domóticos3) Conexión de sensores y actuadores4) Sistemas domóticos basados en PLCs5) Configuración de sistema KNX-EIB6) Configuración de sistema LON7) Prácticas con sistemas inalámbricos X-108) Ejemplo de sistema propietario

382007

Paneles didPaneles didáácticos: PLCcticos: PLC´́s, EIB, LON, Xs, EIB, LON, X--1010Componentes realesComponentes reales

Trabajando Trabajando en el aulaen el aula

AutomatizaciAutomatizacióón Integral de Edificiosn Integral de Edificios

HerramientasHerramientasde simulacide simulacióónn

DomDomóóticatica / / InmInmóóticatica

392007

•• SupervisiSupervisióón remota vn remota víía Weba Web•• Mensajes de alarma SMSMensajes de alarma SMS•• CCáámaras de vigilanciamaras de vigilancia•• Control de iluminaciControl de iluminacióónn•• Riego del jardRiego del jardíínn•• GestiGestióón de energn de energííaa•• Toldos y persianasToldos y persianas•• CalefacciCalefaccióón n ……

Piso piloto: Proyecto Piso piloto: Proyecto ee--llarllar

Interface de usuario

Distribución

Aspecto interior

DomDomóóticatica

402007

Controlador

Hotel rural

Proyectos Proyectos -- Estudio de casosEstudio de casosVisitas a instalacionesVisitas a instalaciones

412007

Comunicaciones en entornos industriales

4,5 C: 3 T + 1,5 L INTERNET

422007

Comunicaciones en entornos industriales

Prácticas con equipos de Siemens y Schneider sobre:

• Buses:– Profibus– AS-i– Uni-Telway

• Redes:– Modbus– Ethernet Industrial– Wifi

• Comunicaciones serie– RS232– Modems

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