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Facultad de Ciencias Qumicas e Ingeniera
Plan de Estudios 2015
PROGRAMA DE ESTUDIO
Nombre de la asignatura: DINMICA Y CONTROL DE PROCESOS
Clave:IQM18 Ciclo Formativo: Bsico ( ) Profesional (X) Especializado ( ) Fecha de elaboracin: 7 DE MARZO DE 2015
Horas Semestre
Horas semana
Horas de Teora
Horas de Prctica
Crditos Tipo Modalidad
64 4 4 0 8
Terica ( ) Presencial ( ) Hbrida ( X )
Terica-prctica (X)
Prctica ( )
Semestre recomendado: 8 Requisitos curriculares: Ninguno
Programas acadmicos en los que se imparte: I.Q.
Conocimientos y habilidades previos: Conocimientos bsicos de programacin, instrumentacin as como de los conceptos del modelado y simulacin de procesos
1. DESCRIPCIN Y CONTEXTUALIZACION DE LA ASIGNATURA:
El curso de Dinmica y control de procesos forma parte de la Etapa Disciplinaria de la carrera de Ingeniera Qumica, es una asignatura de carcter obligatoria, que se recomienda cursarla en el octavo semestre. El curso es de tipo terico de 8 crditos, por lo que se imparte durante 16 semanas con un tiempo de 4 horas presenciales a la semana. En esta asignatura se analiza la dinmica de los sistemas de ingeniera qumica, se establecen modelos matemticos dinmicos que los describen y se disean sistemas de control.
2. CONTRIBUCIN DE LA ASIGNATURA AL PERFIL DE EGRESO
Esta asignatura contribuye con la formacin disciplinaria del Ingeniero Qumico ya que le proporciona las bases para la aplicacin de los conocimientos adquiridos en las reas de matemticas, programacin, operaciones unitarias, balance de materia y energa, diseo de equipo, diseo de reactores, instrumentacin, modelado y simulacin de sistemas. Asimismo es la base para que los egresados puedan estar en posibilidades de proponer alternativas de optimizacin de los procesos industriales.
3. CONTROL DE ACTUALIZACIONES
Fecha Participantes Observaciones (cambios y justificacin)
MARZO 2015 Dr. David Jurez Romero
M.C. Miguel Aguilar Cortes Emisin del documento

4. OBJETIVO GENERAL
Al finalizar el curso, los alumnos: analizarn y explicarn la dinmica de los sistemas de ingeniera qumica. Explicarn el concepto de estabilidad dinmica de los procesos. Establecern modelos matemticos dinmicos de sistemas de ingeniera qumica a partir de las leyes que describen su comportamiento. A partir de los modelos matemticos obtendrn funciones de transferencia. Resolvern las ecuaciones que conforman el modelo matemtico que describen los sistemas de Ingeniera qumica. Sintetizarn diagramas de bloques de sistemas de control automtico. Aplicarn diferentes tcnicas para el diseo de los sistemas de control. Se familiarizaran con equipos de control comercial.
5. COMPETENCIAS GENRICAS y/o TRANSVERSALES AL MODELO UNIVERSITARIO
Generacin y aplicacin de conocimiento Aplicables en contexto
Capacidad de abstraccin, anlisis y sntesis Habilidades para buscar, procesar y analizar informacin
Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas Conocimientos sobre el rea de estudio y la profesin
Sociales ticas
Capacidad de trabajo en equipo Habilidades interpersonales
Compromiso con la calidad Compromiso tico
6. CONTENIDO TEMTICO
UNIDAD TEMA SUBTEMA
1 Introduccin a la dinmica y control de procesos qumicos
1.1 Introduccin 1.2 Un ejemplo de dinmica 1.3 Un ejemplo de control 1.4 Clasificacin de las variables de un proceso 1.5 Filosofas bsicas de control, control
retroalimentado y pre alimentado
2 Modelado del comportamiento dinmico de procesos qumicos
2.1 Introduccin 2.2 Tipos de modelos en Ingeniera Qumica 2.3 Bases para el desarrollo de modelos matemticos 2.4 Las ecuaciones de conservacin en la
formulacin de modelos matemticos 2.5 Ejemplos de modelos dinmicos de procesos
qumicos
3 Anlisis de la dinmica de procesos en el dominio del tiempo
3.1 Introduccin 3.2 Clasificacin de las ecuaciones dinmicas 3.3 Perturbaciones en los procesos qumicos 3.4 Linealizacin de sistemas dinmicos y series de
Taylor 3.5 Variables de desviacin 3.6 Respuesta dinmica de sistemas de primer
orden 3.7 Respuesta dinmica de sistemas orden superior

3.8 Anlisis de la ecuacin dinmica de segundo orden
3.9 Criterio de estabilidad
4 Anlisis dinmico en el dominio de Laplace
4.1 Introduccin 4.2 Funciones de transferencia y modelos entrada-
salida 4.3 Tiempos Muertos 4.4 Sistemas dinmicos no-interactuantes 4.5 Sistemas dinmicos interactuantes
5 Conceptos generales de los circuitos de control de procesos qumicos
5.1 Introduccin 5.2 Conceptos Generales del Control 5.3 Circuitos de control 5.4 Elementos de un circuito de control 5.5 Control en cascada, control pre-alimentado,
predictor de Smith, control por modelo interno 5.6 Elementos primarios de medicin 5.7 Transmisores de seal 5.8 Controladores 5.9 Vlvulas de control
6 Diseo y sintonizacin de controladores
6.1 Introduccin 6.2 Mtodos de sintonizacin de controladores
Ziegler-Nichols, Coen-Coon, Tyreus-Luyben 6.3 Criterios de estabilidad en circuitos de control 6.4 Criterio de Estabilidad de Routh - Hurwitz 6.5 Criterios Estabilidad por el mtodo de
sustitucin directa 6.6 Anlisis del lugar geomtrico de la raz 6.7 Diseo de controladores utilizando tcnicas de
optimizacin
7 Diseo de sistemas de control con respuesta a la frecuencia
7.1.Introduccin 7.2.Respuesta en frecuencia 7.3.Plano GH, grfica de Nichols y grfica polar 7.4.Criterio de estabilidad de Bode 7.5.Criterio de estabilidad de Nyquist
7. UNIDADES DE COMPETENCIAS DISCIPLINARES
Unidad 1: Introduccin a la dinmica y control de procesos qumicos
Competencia de la unidad: Investiga y analiza informacin proveniente de fuentes diversas para definir los conceptos de dinmica y control de procesos
Objetivos de la unidad: Describir los conceptos de dinmica y control de procesos, utilizar materiales de apoyo en lnea y realizar actividades de refuerzo como son: participacin en foros y la elaboracin de diagrama acerca de la clasificacin las variables de un procesos para reforzar el conocimiento como fundamento importante en este curso

Elementos de Competencia Disciplinar
Conocimientos Habilidades Actitudes y Valores
Dinmica y control de procesos, clasificacin de las variables de un proceso. Filosofas bsicas de control, control retroalimentado y pre alimentado
Pensamiento crtico.
Capacidad de aprender por cuenta propia.
Capacidad de anlisis, sntesis y evaluacin.
Independencia
Responsabilidad
Estrategias de enseanza: Aprendizaje basado en problemas, aprendizaje basado en proyectos, mesas redonda, lluvia de ideas, presentacin del profesor y estudiantes.
Recursos didcticos: Plataforma institucional Moodle, proyector digital, sistema de audio, computadora personal, software libre.
Unidad 2: Modelado del comportamiento dinmico de procesos qumicos
Competencia de la unidad: Adquiere conocimientos, habilidades y actitudes para realizar lecturas, diagramas y retroalimentacin de manera colaborativa para refirmar el aprendizaje.
Objetivos de la unidad: El alumno conocer los componentes, etapas y herramientas para desarrollar un modelado del comportamiento dinmico de procesos.
Tipos de modelos en Ingeniera Qumica, bases para el desarrollo de modelos matemticos y ecuaciones de conservacin en la formulacin de modelos matemticos
Pensamiento crtico.
Independencia
Responsabilidad
Unidad 3: Anlisis de la dinmica de procesos en el dominio del tiempo
Competencia de la unidad: Define las variables de desviacin y aplica las ecuaciones dinmicas
Objetivos de la unidad: Identificar las ecuaciones dinmicas y las variables de respuesta dinmica de sistemas de primer orden, orden superior y de segundo orden
Clasificacin de las ecuaciones dinmicas, perturbaciones en los procesos qumicos, linealizacin de sistemas dinmicos y series de Taylor. Variables de desviacin, respuesta dinmica de sistemas de primer orden, orden superior y de segundo orden
Pensamiento crtico.
Independencia
Responsabilidad

Unidad 4: Anlisis dinmico en el dominio de Laplace
Competencia de la unidad: Analiza las variables en los sistemas dinmicos y aplica los conceptos del dominio de Laplace
Objetivos d

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