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Instrumentación y Control

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UNIVERSIDAD DE IBAGUE
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA


ASIGNATURA:                       INSTRUMENTACION Y CONTROL
CODIGO:                                2139
AREA:                                     INGENIERIA MECANICA
CICLO:                                   PROFESIONAL
SEMESTRE:                            VII
PRERREQUISITO:                 ELECTRICIDAD 2
CRÉDITOS:                            3
INTENSIDAD HORARIA:     3 h. Teoricas y 1 h. Práctica


JUSTIFICACION

Los procesos industriales modernos requieren la aplicación de sistemas electrónicos y de control que reduzcan los riegos, fallas y accidentes, así mismo, que aumenten la eficiencia y productividad del proceso. Más aún en los procesos productivos Regionales que son basados principalmente en procedimientos manuales, la implementación de estrategias básicas de control y automatización, generan un impacto importante.

En este objetivo, la automatización de los procesos industriales requiere los conocimientos de diferentes profesionales, cada uno experto en su área específica: mecánicos, electrónicos, eléctricos, programadores, etc. Por lo tanto, es necesario que cada uno de los involucrados en estos procesos, conozca y manejen la terminología adecuada al desarrollo e implementación de estos procesos.

Por lo tanto es necesario que el ingeniero mecánico, conozca y maneje los conceptos básicos del diseño, selección e implementación de estrategias de instrumentación y control de procesos básicos industriales.


OBJETIVO GENERAL

Entregar al estudiante los principios fundamentales de la teoría y aplicación de la instrumentación industrial y el control automático

 

CONTENIDO TEMÁTICO

1 Introducción (4 horas)

Objetivo: Develar la importancia de instrumentación y el control y sus aplicaciones en la industria, así como describir las características de un sistema de control

Contenido:
1.1. Breve historia de la instrumentación y el control y sus aplicaciones en la industria
1.2. Definiciones: medición, instrumentación, modelización, control, automatización.


2 Medición de variables físicas (Instrumentación) (20 horas)

Objetivo: Identificar los elementos constituyentes de un sistema general de medición, así como los conceptos básicos para la selección de instrumentos

Contenido:
2.1.  Definiciones: Campo de medida, alcance, error, precisión, zona muerta,  sensibilidad, repetibilidad, histéresis y otras.
2.2 Sistema general de medición
2.3 Clases de instrumentos: En función del instrumento, en función de la variable del proceso
2.4 Códigos y simbologías en la identificación de instrumentos
2.5 Medición de Temperatura
2.6  Medición de Presión
2.7  Medición de flujo
2.8 Medición de Nivel
2.9  Métodos de calibración


3 Modelización matemática (18 horas)

Objetivo: Modelar y simular el comportamiento de diferentes tipos de sistemas físicos.

Contenido:
3.1 Modelización y simulación de sistemas: ecuaciones diferenciales
3.2 Modelización y simulación de sistemas: transformada de Laplace
3.3 Análisis transiente: sistemas de primer y segundo orden


4 Control (18 horas)

Objetivo: Reconocer las ventajas de los sistemas de control en lazo cerrado, así como aplicar sus conceptos básicos.

Contenido:
4.1  Lazo de control: diferencia entre lazo abierto y cerrado
4.2 Especificaciones de desempeño de un control en el dominio del tiempo
4.3 Control ON-OFF: Diseño y sintonización
4.4 Control P, PI y PID: Diseño y sintonización


ESTRATEGIA METODOLOGICA

Este curso se dictará  a través de clases magistrales, lo cual implica el máximo de organización y planeación en las actividades académicas que tienen que ver con el curso. Como complemento se entregará a los estudiantes los temas a estudiar con  anticipación, lo que asegura que el estudiante llegue a su clase mejor preparado y enteramente con disposición de entender mejor los temas.

Una estrategia complementaria importante en este curso, es que los estudiantes practiquen por lo menos 2 horas cada semana con la herramienta de MATLAB/SIMULINK, y desarrollen los ejercicios propuestos.

La puntualidad en la asistencia a las clases por parte de los estudiantes es otro factor que influye en el éxito final de esta forma de dictar el curso.

 

CRITERIOS Y PORCENTAJES DE EVALUACION

La evaluación del curso se hace mediante tres (3) evaluaciones individuales y trabajos/talleres en grupo  así:

Tipo Evaluación Tema Porcentaje
Examen 1 Instrumentación 15%
Examen 2 Modelización 15%
Examen 3 Control 15%
Proyecto integrador Varios 15%
Talleres y trabajos asignados Varios 40%

El proyecto integrador es debidamente sustentado, y la idea es que el estudiante demuestre  los contenidos teóricos y prácticos aprendidos.

BIBLIOGRAFIA GENERAL

  • Creus A. Instrumentación y control. Ed. Marcombo
  • Kuo, B. C., Automatic Control Systems, 5th ed. Englewood Cliffs, N. J. : Prentice Hall, Inc., 1987.
  • Ogata, K., Ingeniería de Control Moderna, 4a ed.  Prentice Hall, 2004.
  • Dorf, R.C., Sistemas Modernos de Control, Adisson Wesley, Iberoamericana, 1989.
  • Golten, J., Control Systems Design and Simulation, McGraw Hill, 1991.
  • Smith C.A., Principles and Practice of Automatic Control, John Wiley & Sons, 1985.
  •  Hostetter, G.H., Sistemas de Control,McGraw Hill, 1992.