UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

CARRERA DE LICENCIATURA EN INGENIERÍA MECÁNICA

DESCRIPCIÓN DE ASIGNATURA

ASIGNATURA: INSTRUMENTACIÓN Y CONTROLCÓDIGO: 7586CLAVE: 5M:05LCLASES: 3LABORATORIOS: 2CRÉDITOS: 4PRE-REQUISITOS: 5M:04L

DESCRIPCIÓN

Este curso pertenece a la carrera de Licenciatura en Ingeniería Mecánica y forma partede la secuencia de Control Automático junto con el curso "Teoría de Control".

Este curso tiene una duración de un semestre (16 semanas), impartiendose tres horaspor semanas. Deben realizarse también 5 prácticas de laboratorio.

Dado que en este curso se tratan la mayoría de los diferentes aspectos relacionadoscon la instrumentación industrial, es de particular importancia para aquellos ingenierosque lleguen a trabajar en la selección, instalación y mantenimiento de instrumentos engeneral y controladores de procesos.

DESCRIPCIÓN DE CATALOGO Diagrama de control. Características de los instrumentos. Proceso, Característicaestática y dinámica, identificación experimental. Instrumentos de medición de presión,nivel, caudal, temperatura. Válvulas de control, dimensionamiento, actuadores.Reguladores. Controladores, todo-nada, modos proporcional, integral, derivativo.Métodos de ajuste. Criterios integrales. Dispositivos auxiliares. Control en cascada,prealimentado, selectivo y de razón. Aplicaciones. Simbología, diagramas. Controldigital.

CONDUCTA DE ENTRADA

Al iniciar el curso el estudiante deberá conocer la teoría general de los sistemas decontrol realimentado monovariable, sus criterios de desempeño, las técnicas paradeterminar su estabilidad y los procedimientos de síntesis.

OBJETIVO GENERAL

Al finalizar el curso el estudiante deberá ser capaz de diseñar un sistema de controlpara un proceso simple, seleccionar el equipo necesario y elaborar la documentaciónrequerida para su adquisición, instalación y puesta en servicio.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

El estudiante deberá estar en capacidad de:

Unidades 1,2 obtener un modelo para un proceso por medios analíticos oexperimentales;

Unidad 3 seleccionar el dispositivo de medición más adecuado para una variabledada:

Unidad 4 dimensionar y seleccionar el elemento de actuación final necesario; Unidad 5 explicar los pasos a seguir en los diferentes métodos de ajuste de

controladores;

Unidad 6 citar algunos dispositivos secundarios usados y describir sufuncionamiento;

Unidades 7,8evaluar la necesidad de alguna técnica de control avanzado en diferentesprocesos;

Unidad 9 conocer y elaborar la documentación necesaria en la instrumentación de unproceso complejo;

Unidad 10 describir el uso de los computadores digitales en el control de procesos.

SELECCIÓN DE CONTENIDOS

1. (1) Introducción: diagrama de control realimentado, utilización de los instrumentos. Características de los Instrumentos, precisión. Señales normalizadas.

2. (4) Proceso controlado: modelado, característica estática y dinámica. Función de transferencia. Técnicas de identificación experimental

3. (12) Elemento sensor/transmisor: instrumentos de medición de presión (manómetros, elementos de deformación elástica, elementos electromecánicos, etc.), nivel(fuerza boyante, cabeza hidrostática, sistemas eléctricos,etc.), caudal (presión diferencial, área variable, tipo eléctrico, etc.), temperatura (elemento bimetálico, sistemas de bulbo lleno, termopares, termométros de resistencia, etc.) y otras variables (densidad, pH). Transmisores neumáticos y electrónicos.

4. (4) Elementos finales: válvulas de control, cuerpos, características,dimensionamiento, actuadores. Reguladores.

5. (6) Controladores: todo-nada. Controladores análogos, modos proporcional, integraly derivativo. Métodos de ajuste de lazo abierto y lazo cerrado. Criteriosintegrales. Controladores neumáticos y electrónicos.

6. (2) Otros dispositivos: transductores, módulos analógicos, interruptores, válvulas deseguridad, etc. Transmisión de señales.

7. (5) Otras técnicas de control: control en cascada, realimentado, selectivo y derazón. Control multivariable,índices de interacción, desacopladores.

8. (4) Aplicaciones: sistemas de control de presión, nivel, temperatura, caudal,intercambiadores de calor, quemadores,etc.

9. (1) Documentación: simbología, diagrama de tubería e instrumentos, diagramas delazo, detalles de instalación, etc.

10.(3) Control digital: Control supervisor, control digital directo, algoritmos,controladores programables.

METODOLOGÍA SUGERIDA

El temario del curso se desarrollará básicamente mediante clases expositivas.

La extensión de los temas estará de acuerdo a los tiempos asignados a ellos enSelección de contenidos.

Se realizarán además prácticas de laboratorio que le permitirán al estudiante aplicarsus conocimientos teóricos.

PRACTICAS DE LABORATORIO (VER ANEXO)

EVALUACIÓN FORMATIVA

Se realizarán tres evaluaciones formativas después de las unidades 3, 6 y 9 paraevaluar la comprensión de los contenidos, el desarrollo del programa, las prácticas delaboratorio, etc.

EVALUACION SUMATIVA SUGERIDA

i- Se realizarán tres exámenes parciales que comprenderán las unidades 1 a 3,4 a6 y 7 a 10

ii- Habrá 5 prácticas de laboratorio

iii- Se realizarán exámenes cortos y se asignarán tareas para la casaperiódicamente.

iv- Se realizará un examen final sobre toda la materia. El valor porcentual de cada evaluación es el siguiente:

Exámenes parciales (15% c/u)...................45% Experimentos (3% c/u)................................15% Tareas, Exámenes cortos.............................5% Examen final...............................................35% ----- 100%

BIBLIOGRAFÍA

- Considine, D. M. PROCESS INSTRUMENTS AND CONTROLS, Handbook,McGraw-Hill, Inc., 1974

- Murrill, P.W. - AUTOMATIC CONTROL OF PROCESSES, International TextbookCo., 1967

- Patronabis, D. PRINCIPLES OF INDUSTRIAL INSTRUMENTATION, TataMcGraw-Hill, 1976.

- Shinskey, F.G.- PROCESS CONTROL SYSTEMS, Mcgraw-Hill, Inc., 1967

- Soisson, H.E. - INSTRUMENTATION IN INDUSTRY, Jphn Wiley & Sons, Inc.1975.

ANEXOS:

PRACTICAS DE LABORATORIO.

1. Característica estática de diferentes dispositivos de control.

2. Control de temperatura de un flujo de aire

3. Control de tanque presunzado

4. Control de temperatura en un tanque

5. Métodos de ajustes de controladores