Versión imprimible Curso Académico
Automatización y Control Industrial
Curso 2017/18
1. Datos Descriptivos de la Asignatura
ASIGNATURA: Automatización y Control Industrial CÓDIGO: 339402201
- Centro: Escuela Superior de Ingeniería y Tecnología
- Titulación: Grado en Ingeniería Mecánica
- Plan de Estudios: 2010 (publicado en 12-12-2011)
- Rama de conocimiento: Arquitectura e Ingeniería
- Itinerario/Intensificación:
- Departamento/s: - Área/s de conocimiento:
  • Arquitectura y Tecnología de Computadores
  • Ingeniería de Sistemas y Automática
- Curso: 2
- Carácter: Obligatoria
- Duración: Cuatrimestral
- Créditos ECTS: 6.0
- Horario: http://www.ull.es/view/centros/singind/Horarios_12/es
- Dirección web de la asignatura: http://www.campusvirtual.ull.es
- Idioma: Castellano e Inglés (0,3 ECTS en Inglés)


2. Requisitos para cursar la asignatura
No existen requisitos para cursar la asignatura.


3. Profesorado que imparte la asignatura
Profesor/a Coordinador/a: MARTA SIGUT SAAVEDRA
- Grupo: Teoría y prácticas
- Departamento: Ingeniería Informática y de Sistemas
- Área de conocimiento: Ingeniería de Sistemas y Automática
- Lugar Tutoría: Despacho en la 2ª planta en el edificio de la ETSII
- Horario Tutoría: Miércoles y Jueves de 10:00h a 13:00h. El lugar y horario de tutorías pueden sufrir modificaciones puntuales que serán debidamente comunicadas en tiempo y forma.
- Teléfono (despacho/tutoría): 922845039
- Correo electrónico: marsigut@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es
Profesor/a: CANDIDO CABALLERO GIL
- Grupo: Prácticas
- Departamento: Ingeniería Informática y de Sistemas
- Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
- Lugar Tutoría: Despacho DSIC 3-4 en la ESIT, parte derecha.
- Horario Tutoría: Martes y Jueves de 10:00h a 13:00h. El lugar y horario de tutorías pueden sufrir modificaciones puntuales que serán debidamente comunicadas en tiempo y forma.
- Teléfono (despacho/tutoría): 922 318176
- Correo electrónico: ccabgil@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es
Profesor/a: RAUL PARRA HERMIDA
- Grupo: Teoría y prácticas
- Departamento: Ingeniería Informática y de Sistemas
- Área de conocimiento: Ingeniería de Sistemas y Automática
- Lugar Tutoría: Laboratorio ISAATC. Planta 0 del edificio de Física y Matemáticas
- Horario Tutoría: Lunes de 17:00h a 20:00h y viernes de 16:00h a 19:00h
- Teléfono (despacho/tutoría):
- Correo electrónico: rparrher@ull.edu.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es


4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
- Bloque formativo al que pertenece la asignatura: Común a la rama Industrial
- Perfil profesional: Ingeniería Electrónica Industrial y Automática.


5. Competencias
Básicas
[CB2] Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
[CB3] Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
Específicas
[12] Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control.
Generales
[T7] Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas.
[T9] Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.
Transversales
[O1] Capacidad de análisis y síntesis.
[O6] Capacidad de resolución de problemas.
[O8] Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica.
[O9] Capacidad para trabajar en equipo de forma eficaz.
[O12] Capacidad para la motivación por el logro y la mejora continua.


6. Contenidos de la asignatura
Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
- Profesor: Raúl Parra Hermida
CONTENIDOS TEÓRICOS:
TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL
En este bloque se introducen los conceptos fundamentales relativos a la automatización y al control de procesos industriales para dar al alumno una visión general de la asignatura.
TEMA 2. SENSORES Y ACTUADORES
Definición de sensor. Características generales. Clasificación de sensores. Ejemplos de su utilización. Definición de actuador. Características generales. Clasificación de actuadores. Ejemplos de su utilización.
TEMA 3. EL AUTÓMATA PROGRAMABLE
Definición de autómata programable. Características principales. Tipos de autómatas programables. El S7-200 de Siemens. Arquitectura interna de un autómata programable: unidad central de proceso, memorias, interfaz de entrada/salida, alimentación. Modos de operación de un autómata programable. Ciclo de funcionamiento.
TEMA 4. PROGRAMACIÓN DE AUTÓMATAS PROGRAMABLES EN EL LENGUAJE DE ESQUEMA DE CONTACTOS (KOP)
Introducción a los lenguajes de programación de autómatas programables. El sistema Step 7. Sistema normalizado IEC 1131-3. Elementos básicos de KOP: contactos, bobinas y cuadros. Reglas para construir segmentos en serie y en paralelo. Repertorio de instrucciones del S7-200. Metodología de programación orientada hacia las variables de estado interno. Ejemplos.

CONTENIDOS PRÁCTICOS:
Sesión demostrativa del funcionamiento sensores y actuadores en una bancada de motor de corriente continua

- Profesor: Cándido Caballero Gil
CONTENIDOS PRÁCTICOS:
Prácticas de programación en lenguaje KOP con autómatas S7-200 de Siemens.

- Profesor: Marta Sigut Saavedra
CONTENIDOS TEÓRICOS:
TEMA 5. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL
Introducción. Historia del control automático. Ejemplos de sistemas de control. Diseño de sistemas de control. Sistemas en lazo abierto y en lazo cerrado.
TEMA 6. MODELADO DE SISTEMAS CONTINUOS
Introducción al modelado de sistemas continuos. Representación interna y externa. Ecuaciones diferenciales de sistemas físicos. La transformada de Laplace. La función de transferencia. Modelos de diagramas de bloques.
TEMA 7. RESPUESTA TEMPORAL Y FRECUENCIAL DE SISTEMAS CONTINUOS
Introducción a la respuesta temporal de sistemas continuos. Señales de entrada de prueba. Comportamiento de un sistema de primer orden. Comportamiento de un sistema de segundo orden. Introducción a la respuesta frecuencial de sistemas continuos. Gráficas de la respuesta en frecuencia: polares y logarítmicas. Diagramas de Bode. Especificaciones del comportamiento en el dominio de la frecuencia: frecuencia de resonancia y ancho de banda.
TEMA 8. ESTABILIDAD
El concepto de estabilidad. El criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz. Estabilidad relativa de los sistemas de control con realimentación: margen de fase y margen de ganancia.
TEMA 9. REGULADORES BÁSICOS. CONTROLADOR PID
Análisis del error en régimen permanente. Especificaciones de diseño. El controlador on-off. El controlador PID. Reglas de sintonía de controladores PID: reglas de Ziegler-Nichols.

CONTENIDOS PRÁCTICOS:
Prácticas de simulación en lenguaje MATLAB/Octave y Simulink.
Actividades a desarrollar en otro idioma
- Consulta de documentación en inglés: Manual de referencia del S7-200
- Redacción en inglés del informe de prácticas de Automatización


7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante
Descripción
La metodología docente de la asignatura consistirá en lo siguiente:
• Clases teóricas (2 horas a la semana), en las que se explicarán los conceptos y herramientas básicos del temario. Para ello se combinarán las tradicionales clases de pizarra con el uso de los medios audiovisuales disponibles, principalmente el cañón de proyección. Los alumnos podrán consultar y descargarse el material relativo a la asignatura en el Aula Virtual.
• Clases prácticas (2 horas a la semana). Se distinguen 2 tipos de actividades:
o En el aula de clase (1 hora a la semana). Se realizarán problemas y ejercicios prácticos para cuya resolución los alumnos deberán aplicar los conocimientos adquiridos en las clases de teoría.
o En aula de ordenadores y/o el laboratorio (1 hora a la semana). Siempre que sea posible disponer de un aula de ordenadores adecuadamente dotada, se realizarán prácticas de simulación en las que los alumnos emplearán distintas herramientas software para la resolución de problemas de automatización y control. Asimismo, se realizará una práctica de laboratorio en la que se combinarán los dos módulos que conforman la asignatura.

El aula virtual se utilizará para poner a disposición del alumno las referencias a todos los recursos de la asignatura: apuntes, bibliografía, software, material, etc.


Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante
Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias
Clases teóricas  35.00      35  [CB2], [CB3], [T7], [T9], [O1], [12]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)  18.00      18  [CB2], [CB3], [T7], [T9], [O8], [O9], [12]
Estudio/preparación clases teóricas     40.00   40  [CB2], [CB3], [T7], [O1], [12]
Estudio/preparación clases prácticas     15.00   15  [CB2], [CB3], [T7], [T9], [O1], [O6], [O8], [O9], [O12], [12]
Preparación de exámenes     35.00   35  [CB2], [CB3], [O6], [O8], [12]
Realización de exámenes  4.00      4  [CB2], [CB3], [T7], [O1], [O6], [12]
Asistencia a tutorías  3.00      3  [CB2], [CB3], [T7], [O1], [O12], [12]
Total horas  60   90   150 
Total ECTS  6 


8. Bibliografía / Recursos
Bibliografía básica
Autómatas Programables. Autores: J. Balcells y J.L. Romeral. ISBN: 84-2671-089-1. Editorial Marcombo

Autómatas Programables. Entorno y Aplicaciones. Autores: E. Mandado y otros. ISBN: 84-9732-328-9 Editorial Thomson

Ingeniería de Control Moderna. Autor: K. Ogata. ISBN: 970-17-0048-1. Editorial Prentice Hall

Modern Control Systems. Autor: R.C. Dorf. ISBN: 0-201-05319-5. Editorial Addison Wesley
Bibliografía complementaria
Sistemas de Control en Ingeniería. Autor: P.H. Lewis. ISBN: 84-8322-124-1. Editorial Prentice Hall

Teoría de Sistemas. Autores: P. Albertos y J. Aracil. ISBN: 84-2053-571-0. Editorial Prentice Hall

Apuntes de Control Automático. Autores: L. Acosta, J.A. Méndez, M. Sigut, S. Torres y G.N. Marichal. ISBN: 84-6888-018-3
Otros recursos
• Software:
- MATLAB. Se trata de un software matemático que ofrece un entorno de desarrollo integrado (IDE) con un lenguaje de programación propio (lenguaje M). El paquete MATLAB dispone de dos herramientas adicionales que expanden sus prestaciones, a saber, Simulink (plataforma de simulación multidominio) y GUIDE (editor de interfaces de usuario - GUI). Además, se pueden ampliar las capacidades de MATLAB con las cajas de herramientas (toolboxes); y las de Simulink con los paquetes de bloques (blocksets).
- GNU Octave. Se trata de un software de distribución libre. GNU Octave es un lenguaje de alto nivel, incialmente pensado para la computación numérica. Octave proporciona una interfaz de línea de comandos para resolver problemas lineales y no lineales de manera numérica, y desarrollar otros experimentos numéricos utilizando para ello un lenguaje que en sun mayoría es compatible con Matlab.
- Step 7 Microwin. Se trata de un software para la programación en KOP del autómata S7-200 de Siemens.

• Hardware:
- Aula de ordenadores.
- Autómatas programables S7-200 de Siemens.
- Motor de corriente contínua.


9. Sistema de evaluación y calificación
Descripción
La evaluación de la asignatura se rige por el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna (BOC de 19 de enero de 2016), o el que la Universidad tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Verificación inicial o posteriores modificaciones.

La consecución de los objetivos se valorará de acuerdo a los siguientes criterios:

1. Trabajos prácticos individuales y/o en grupo (20%)
2. Realización de examen de teoría+problemas (80%)

Para el cálculo de la calificación final de acuerdo a la ponderación indicada, el alumno deberá obtener en la prueba de evaluación escrita (examen de teoría+problemas) una nota mínima de 5 puntos sobre 10. En caso de que dicha nota esté por debajo de los 5 puntos, la calificación será de Suspenso.

En la primera convocatoria (evaluación continua) la asistencia a las prácticas es obligatoria. Éstas se evaluarán mediante el trabajo realizado en el laboratorio y/o a través de la entrega de un informe de prácticas. En el caso de las prácticas de simulación se permitirá una única falta de asistencia, siempre y cuando esté debidamente justificada. La nota de prácticas se guardará para el resto de convocatorias del curso.

La evaluación de la actividad en inglés se hará a través de la corrección del informe de prácticas de la parte de Automatización.

En la primera convocatoria, los alumnos que no hubieran asistido a ninguna sesión de laboratorio tendrán derecho a realizar un examen de prácticas, siempre y cuando lo soliciten con un mínimo de diez días de antelación con respecto a la fecha del examen de convocatoria. Dicho examen podrá realizarse en el laboratorio y/o en el aula designada para la prueba de evaluación escrita, coincidiendo entonces con las convocatorias oficiales de la asignatura.

A partir de la segunda convocatoria (evaluación alternativa), los alumnos que no hubieran realizado las prácticas o las hubieran suspendido tendrán derecho a realizar un examen de prácticas, siempre y cuando lo soliciten con un mínimo de diez días de antelación con respecto a la fecha del examen de convocatoria. Dicho examen podrá realizarse en el laboratorio y/o en el aula designada para la prueba de evaluación escrita, coincidiendo entonces con las convocatorias oficiales de la asignatura.


Estrategia Evaluativa
TIPO DE PRUEBA COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN
Pruebas de respuesta corta  [12]   Dominio de los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura   10% 
Pruebas de desarrollo  [CB2], [CB3], [O1], [O6], [12]   Dominio de los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura   70% 
Informes memorias de prácticas  [CB2], [CB3], [O1], [O8], [O9]   Capacidad para trabajar en equipo
Capacidad para plasmar en un informe el trabajo práctico realizado
Manejo del inglés
 
 5% 
Pruebas de ejecuciones de tareas reales y/o simuladas  [CB2], [CB3], [T7], [T9], [O8], [O9], [O12], [12]   Asistencia a las sesiones prácticas
Dominio de los contenidos prácticos de la asignatura
Capacidad para trabajar en equipo
Valoración de una actitud participativa
 
 15% 


10. Resultados de Aprendizaje
 Una vez que hayan aprobado la asignatura, los alumnos:

- Serán capaces de resolver un problema de automatización de dificultad media empleando el lenguaje de esquema de contactos (KOP).
- Estarán familiarizados con los sensores y actuadores más comúnmente utilizados a nivel industrial.
- Dominarán la terminología propia del campo del control de procesos.
- Serán capaces de resolver problemas relacionados con el análisis, el modelado y el control (estrategia PID) de sistemas continuos, lineales e invariantes en el tiempo.
- A nivel básico, tener la capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.
 


11. Cronograma / calendario de la asignatura
Descripción
 La asignatura se desarrolla a lo largo de las 15 semanas del 2º cuatrimestre según la estructura que se expone a continuación:
• 2 horas a la semana de clases de teoría impartida en el aula de clase.
• 1 hora de problemas en el aula en grupo grande impartida en el aula de clase.
• 1 hora de prácticas de simulación y/o de laboratorio en grupo reducido impartida en aula de ordenadores a asignar (en caso de estar disponible) y en los laboratorios del Departamento de Ingeniería Informática y de Sistemas.


* La distribución de los temas por semana es orientativa, pudiendo sufrir cambios según las necesidades de organización docente. 


Segundo Cuatrimestre
SEMANA Temas Actividades de
enseñanza aprendizaje
Horas
de trabajo
presencial
Horas
de trabajo
autónomo
Total
Semana 1:  Tema 1   -Presentación de la asignatura
- Introducción a la automatización y al control industrial
- Acceso al aula virtual

 
 3.00   3.00   6 
Semana 2:  Tema 2   - Sensores
- Ejemplos del uso de sensores
 
 4.00   3.00   7 
Semana 3:  Tema 2   - Sensores y actuadores
- Ejemplos del uso de actuadores
 
 4.00   4.00   8 
Semana 4:  Tema 3   - Introducción al autómata programable
- Ejemplos de automatización con autómatas programables
- Formación de grupos para la práctica demostrativa de sensores y actuadores 
 4.00   4.00   8 
Semana 5:  Tema 4   - Programación en KOP
- Resolución de problemas en KOP
- Práctica demostrativa de sensores y actuadores 
 4.00   4.00   8 
Semana 6:  Tema 4   - Programación en KOP
- Resolución de problemas en KOP
- Práctica de programación con el S7-200 (Grupo 1) y evaluación in situ a falta de la entrega del informe redactado en inglés 
 4.00   4.00   8 
Semana 7:  Tema 4   - Programación en KOP
- Resolución de problemas en KOP
- Práctica de programación con el S7-200 (Grupo 2) y evaluación in situ a falta de la entrega del informe redactado en inglés 
 4.00   4.00   8 
Semana 8:  Temas 4 y 5   - Tutoría presencial
- Ejercicios propuestos
- Introducción a los sistemas de control
- Práctica de programación con el S7-200 (Grupo 3) y evaluación in situ a falta de la entrega del informe redactado en inglés 
 3.00   3.00   6 
Semana 9:  Temas 5 y 6   - Introducción a los sistemas de control
- Introducción al modelado de sistemas dinámicos
- Ejercicios propuestos
- Práctica de programación con el S7-200 (Grupo 4) y evaluación in situ a falta de la entrega del informe redactado en inglés
- Formación de los grupos de prácticas de Control 
 4.00   3.00   7 
Semana 10:  Tema 6   - Introducción a los diagramas de bloques y su simplificación
- Ejercicios propuestos
- Práctica de introducción al Matlab/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Grupos 1-4) 
 4.00   4.00   8 
Semana 11:  Tema 7   - Estudio de la respuesta temporal de los sistemas dinámicos
- Ejercicios propuestos
- Continuación de la práctica de introducción al Matlab/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Grupos 1-4)
- Evaluación de los informes de prácticas de programación con el S7-200 
 4.00   4.00   8 
Semana 12:  Tema 7   - Estudio de la respuesta frecuencial de los sistemas dinámicos
- Ejercicios propuestos
- Realización y evaluación de la práctica de diagramas de bloques con Matlab/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Grupos 1-4) 
 4.00   4.00   8 
Semana 13:  Temas 8 y 9   - Estudio de la estabilidad de los sistemas lineales
- Introducción a los reguladores básicos
- Ejercicios propuestos
- Realización y evaluación de la práctica de respuesta frecuencial con Matlab/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Grupos 1-4) 
 4.00   4.00   8 
Semana 14:  Tema 9   - Análisis del error estacionario
- Introducción al controlador PID
- Ejercicios propuestos
- Realización y evaluación de la práctica de control PID con Simulink/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Grupos 1-4)
- Tutoría presencial 
 3.00   4.00   7 
Semana 15:  Tema 9   Introducción al controlador PID
- Ejercicios propuestos
- Realización y evaluación de la práctica de control PID con Simulink/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Grupos 1-4) 
 3.00   3.00   6 
Semanas 16 a 18:  Evaluación y trabajo autónomo del alumnado   Trabajo autónomo del alumno para la preparación de la evaluación y realización del examen   4.00   35.00   39 
Total horas 60 90 150

Fecha de última modificación: 27-07-2017
Fecha de aprobación: 27-07-2017