Programa Asignatura Unidad Académica Responsable : FAC. DE INGENIERIA, DPTO. ING. ELÉCTRICA. CARRERA a las que se imparte : Ing. Civil Electrónica. MÓDULO : Automatización. I.- IDENTIFICACION Nombre: CONTROL DE PROCESOS POR COMPUTADOR Código: 547507 Créditos: 5 Créditos SCT: 5 Prerrequisitos: Licenciatura Modalidad: presencial Calidad: electivo

Duración: semestral.

Semestre en el plan de estudios:

Ing. Civil Electrónica- 3318-2005-01 semestre: 10 Ing. Civil Electrónica- 3318-2010-01 semestre: 10

Trabajo Académico: 10 horas/semanales. Horas Teóricas: 4 Horas Prácticas: 0 Horas Laboratorio: 3 Horas de otras actividades: 2 preparación interrogación Docente Responsable

JUAN PABLO SEGOVIA

Docente Colaborador

N/A

Comisión Evaluación

Duración (semanas)

16

Fecha: 15-04-2000 Aprobado por: DIE II.- DESCRIPCION Curso introductorio teórico y práctico, en el cual se enseña los conceptos avanzados de arquitecturas de control digital, control estocástico y adaptativo predictivo, aplicable a procesos industriales en énfasis en la implementación, prueba de algoritmos y técnicas en control en Laboratorio. III.- RESULTADOS DE APRENDIZAJE ESPERADOS Al finalizar con éxito este módulo los estudiantes debieran ser capaces de:

1. Componer y diseñar un conjunto de algoritmos y tareas que trabajen en tiempo real aplicable a un proceso, el cual es objeto de análisis, simulación y control.

2. Idear, proponer y desarrollar interfaces gráficas de acuerdo a requerimientos basados en estándares industriales para operación y control coherentes con diferentes estrategias de implementación de lazos de control simples (SISO) y predictivos (MISO).

3. Elaborar un plan de trabajo para generar un código programable de la estrategia adaptativa-predictiva e implementarlo en sistemas de automatización con lenguajes industriales.

4. Aplicar un plan de trabajo, medir e interpretar el resultado de la experiencia en laboratorio.

5. Evaluar los resultados de su implementación con respecto a los

requerimientos iniciales contenidos en guías de proyecto.

6. Argumentar y justificar los componentes teóricos y prácticos de su diseño en una interrogación previa al laboratorio.

7. Demostrar competencia en el área de control automático digital y diseño de interfaces gráficas modernas, mediante resultados del proceso de diseño, síntesis y aplicación de conocimientos teóricos y prácticos.

IV.- CONTENIDOS

1.- El Computador en la Automatización de Procesos.

Introducción: 1.1. Requerimientos planteados por la automatización. 1.2. Potenciales beneficios del computador en las industrias. 1.3. Potenciales aplicaciones del computador en las industrias. 1.4. Fronteras de Automatización.

2.- Características y estructuración de un sistema de Automatización.

2.1. Funciones de Automatización 2.2. Clasificación lógica-geográfica de estructuras. 2.3. Clasificación tecnológica. 2.4. Definición de requerimientos - Especificación funcional. - Restricciones.

3.- Diseño de un sistema de Automatización soportado por un computador.

3.1. Introducción a Sistemas Operativos. time sharing, real time. 3.2. Elementos de sincronización de tareas. 3.3. Esquema de Itineración de tareas. 3.4. Configuración de Bases Datos y estructuras de tareas. 3.5. Elementos de comunicación y almacenamiento de información.

4.- Control discreto monovariable.

4.1. Introducción al control Digital. 4.2. Discretización de sistemas continuos. 4.3. Compensación en el plano Z. 4.4. Algoritmos de control monovariables: - PID - Dead Beat - Procesos de gran retardo

5.- Procesos Estocásticos.

5.1. Función de Distribución. 5.2. Distribución conjunta.

5.3. Promedios estocásticos. 5.4. Varianza y covarianza de una señal. 5.5. Señales aleatorias y ruido. 5.6. Procesos estacionarios. 5.7. Auto correlación y correlación cruzada. 5.8. Control de mínima varianza.

6.- Control Adaptivo. Modelación implícita. V.- METODOLOGIA Clases teóricas con apoyo de videos, simulaciones y programas prototipos. Asistencia a clases teóricas con apoyo de material audiovisual, software de programación y configuración de equipos, uso de software de simulación y diseño de sistemas de control. Se entregan programas prototipos para guiar la programación. Evaluación mediante proyectos colaborativos en grupos de no más de 3 personas y experiencias en Laboratorio con equipos industriales. Interrogación Oral para planificar, argumentar, desarrollar, y mostrar los resultados de las experiencias prácticas esperados del proceso de síntesis. Los laboratorios se desarrollan sobre plantas pilotos equipos de características industriales existentes en Dpto. Ing. Eléctrica. VI.- EVALUACION La evaluación está basada en 2 proyectos grupales, Notas entre : 1 a 7 Nota de aprobación : >= 4,00 Metodología de Evaluación : 2 proyectos y 2 evaluaciones orales. NFPL = 0.3*(Proy°1)+0.3*(Proy°2)+ 0.2*(P1_Oral) + 0.2*(P2_Oral) , durante

periodo lectivo En caso de solicitar la evaluación de recuperación (ER), la nota final será

calculada como: NF=0.4*ER(Oral)+0.6*NFPL.

La evaluación de recuperación (ER) contempla evaluar conocimientos sobre los contenidos el total del programa del curso.

VII.- BIBLIOGRAFIA Y MATERIAL DE APOYO Textos Obligatorios:

• Rolf Isermann, Digital Control Systems, Springer-Verlag 1989,2° Edición Volumen I y II, ISBN-3540509976 (V.2) y ISBN-3540502661 (V.1).

Textos de apoyo:

• Manuales de programación equipamiento de laboratorio de control automático.

• Manuales de Progamación Factory Talk, Rockwell Automation. • Manuales de Progamación RSLogix 5000, Rockwell Automation.

VIII.- PLANIFICACIÓN

AutónomasSemana Actividad Responsable Trabajo

académicoResultado del Aprendizaje

Aula(Pres.)

Lab(Pres.)

Indiv. (Aut)

Grupal(aut)

1 1.- Introducción Automatización de Procesos. Docente 5h R1 4 12 1.1-1.4. Requerimientos,beneficios, Fronteras de Automatización. Docente 5h R1 4 13 2.- Características y estructuración de un sistema de Automatización. Docente 5h R1 4 14 2.1. Funciones de Automatización Docente 5h R1 4 15 2.2. Clasificación lógica-geográfica de estructuras. Docente 5h R2 4 16 2.3. Clasificación tecnológica. Docente 5h R2 4 17 2.4. Definición de requerimientos. Especificación funcional. Restricciones. Docente 3h R1,R2 2 17 3.- Diseño de un sistema de Automatización soportado por un computador. Docente 2h R1,R2 28 3.1. Introducción a Sistemas Operativos,Time sharing, Time real Docente 3h R1,R2 2 18 3.2-3. Elementos de sincronización de tareas. Itineración Docente 3h R1,R2 2 19 3.4. Configuración de Bases Datos y estructuras de tareas. Docente 3h R2 2 19 3.5. Elementos de comunicación y almacenamiento de información. Docente 3h R2 2 18 Proyecto 1 HMI & PLC: Avance 1 Alumno 6h R2,R7 3 310 4.1-3- Control discreto monovariable. Discretización, compensión, plano Z. Docente 4h R1 2 211 Proyecto 1 HMI & PLC: Avance 2 Alumno 6h R3,R4,R6 3 310 4.4. Algoritmos de control monovariables, PID Industrial, Dead Beat Docente 5h R1 2 311 Proyecto 1 HMI & PLC: Avance 3 Alumno 6h R4,R6 3 311 4.4 Predictor de Smith, Alg. Dahlin Docente 6h R1 4 212 Proyecto 1 HMI & PLC: Revisión Final e Interrogación Oral 1 Alumno 6h R4,R5,R6,R7 3 313 5.1-2 Procesos Estocásticos. F.distribución, Distr. Conjunta. Docente 1h R1 113 Proyecto 2 SCAP: Avance 1 Alumno 6h R5,R7 3 314 5.3-4 Promedios estocásticos. Varianza y covarianza Docente 2h R1 214 Proyecto 2 SCAP: Avance 2 Alumno 6h R5 3 315 5.5-6. Señales aleatorias y ruido. Procesos estacionarios Docente 6h R1 4 216 Proyecto 2 SCAP: Avance 3 Alumno 6h R7 3 314 5.7. Auto correlación y correlación cruzada. Docente 0,5h R1 0,514 5.8. Control de mínima varianza. Docente 0,5h R1 0,515 6.- Control Adaptivo. Modelación implícita. Docente 4h R1 416 Proyecto 2 SCAP: Revisión Final e Interrogación Oral 2 Alumno 6h R4,R5,R6,R7 3 3

Total Semestre 51 21 20 2116 Semanas h/sem 3,2 1,3 1,3 1,3

Horas Superv.

IX.- OTROS Atención de alumnos viernes 16:00-18:00 horas. Contacto: Juan Pablo Segovia Vera Departamento de Ingeniería Eléctrica Universidad de Concepción - Chile Edmundo Larenas 215, Concepcion 4070409, Chile Phone: (56)-41-2204779 (Oficina) (56)-41-2204247 (Secretaría) fax: (56)-41-2246999 mailto: jsegovia@udec.cl