Download programa de la asignatura: regulación automática

Departamento de Enxeñería de Sistemas e Automática
CURSO ACADÉMICO: 2003/2004
ASIGNATURA: REGULACIÓN AUTOMÁTICA
CÓDIGO: 304100537
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA:
REGULACIÓN AUTOMÁTICA
CENTRO: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES
TITULACIÓN: INGENIERÍA INDUSTRIAL
ESPECIALIDAD: ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL
CURSO: QUINTO
TIPO DE ASIGNATURA: TRONCAL
CRÉDITOS TOTALES: 12
CRÉDITOS AULA: 6
CRÉDITOS LABORATORIO: 6 (4 GRUPOS)
CRÉDITOS PRÁCTICAS: 0
ANUAL/CUATRIMESTRAL: CUATRIMESTRAL (2º CUATRIMESTRE)
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PROFESORADO
Armesto Quiroga, José Ignacio (0774)
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Fdo: J. I. Armesto Quiroga
Departamento de Enxeñería de Sistemas e Automática
CURSO ACADÉMICO: 2003/2004
ASIGNATURA: REGULACIÓN AUTOMÁTICA
CÓDIGO: 304100537
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OBJETIVOS
Proporcionar a los alumnos conocimientos generales de regulación automática en
sistemas tanto de tipo discreto como continuo, mediante el uso de algunas de las
herramientas de mayor interés a nivel industrial. De igual manera, se enseñarán técnicas
y conceptos de programación de automatismos empleando un lenguaje estándar “de
facto” para la automatización y realizando el desarrollo de ejemplos sencillos.
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PROGRAMA DE TEORÍA
PARTE I.- DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DE
CONCURRENTES. REDES DE PETRI
SISTEMAS SECUENCIALES Y
Tema 1. Introducción a las Redes de Petri (2h).
Separación entre parte de control y parte operativa. Representación en tablas de
estados de un sistema secuencial de estados finitos. Representación de un sistema
secuencial asíncrono mediante un grafo de estados reducido. Aplicación de las Redes
de Petri al modelado funcional de sistemas concurrentes. Conclusiones de la utilización
de las Redes de Petri.
Tema 2. Modelado funcional de sistemas concurrentes (4h).
Introducción. Redes de Petri autónomas. Las Redes de Petri como modelo de
descripción de sistemas lógicos concurrentes. Ejemplos típicos de modelado con Redes
de Petri. Redes de Petri ordinarias: principales subclases y extensiones.
Tema 3. Realización programada: autómatas programables generales (2h).
Introducción. Estructura y funcionamiento de autómatas programables. Programación
de una Red de Petri en un autómata general.
Tema 4. Aplicación de las Redes de Petri en un autómata real. Familia SIEMENS
SIMATIC-S7. Autómata SIEMENS S7-300. (4h).
Descripción general de la familia SIMATIC-S7. Unidad Central de Proceso. Fuente de
alimentación. Tarjetas de Entrada/Salida. Periferia distribuida. Entorno de programación
STEP7: lenguajes de programación. Principales sentencias del lenguaje AWL.
Implantación de Redes de Petri en dicho autómata. Introducción a STEP7, similitudes y
diferencias respecto al estándar de programación de controladores programables
IEC-61131-3.
PARTE II.- REGULACIÓN AUTOMÁTICA. DESCRIPCIÓN EXTERNA DE SISTEMAS.
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Fdo: J. I. Armesto Quiroga
Departamento de Enxeñería de Sistemas e Automática
CURSO ACADÉMICO: 2003/2004
ASIGNATURA: REGULACIÓN AUTOMÁTICA
CÓDIGO: 304100537
Tema 5. Introducción a la Automática (2h).
Definiciones y terminología. Modelado de sistemas continuos. Control en lazo cerrado y
en lazo abierto. Ejemplos de sistemas de control. Principios de proyecto de sistemas de
control.
Tema 6. Descripción de sistemas continuos (2h).
Introducción. Funciones de transferencia. Linealización de un modelo matemático no
lineal. Diagrama de bloques. Análisis y representación de sistemas en el espacio de
estado. Realización de una representación interna a partir de la externa.
Tema 7. Respuesta temporal transitoria y estacionaria (4h).
Introducción. Sistemas de primer orden. Sistemas de segundo orden. Sistemas de orden
superior. Especificaciones en el dominio temporal. Coeficientes estáticos de error.
Tema 8. Análisis de estabilidad en el plano complejo (2h).
Introducción. Ecuación característica. Algoritmo de Routh-Hurwitz. Lugar de las raíces:
definición, construcción y propiedades. Lugar generalizado o contorno de las raíces.
Tema 9. Respuesta en frecuencia (2h).
Introducción. Representación gráfica de la respuesta en frecuencia. Diagrama polar.
Diagrama de Bode. Especificaciones temporales: estabilidad relativa.
Tema 10. Diseño de controladores (6h).
Introducción. Acciones básicas de control. Modelos de compensación ideales y reales.
Técnicas de proyecto y compensación. Compensación de adelanto. Compensación de
atraso. Compensación de atraso-adelanto. Métodos de estimación y criterios de sintonía
de reguladores.
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PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Práctica 1. CIRCUITOS LÓGICOS SIMPLES CON LÓGICA PROGRAMADA.
Se describen montajes básicos con relés de las configuraciones más empleadas en la
industria con lógica cableada y sus correspondientes homólogos en dispositivos de
lógica programada mediante el dispositivo LOGO de SIEMENS.
Práctica 2. INTRODUCCIÓN AL SISTEMA DE PROGRAMACIÓN STEP7.
Introducción al lenguaje de programación de los autómatas industriales empleados en el
laboratorio. Desarrollo de automatismos con lógica programada.
Práctica 3. PRACTICA CON AUTÓMATAS – PEAJE.
Desarrollo de un sistema de control para el pago del peaje en la barrera de una
autopista. Secuenciamiento.
Práctica 4. PRACTICA CON AUTÓMATAS – DEPÓSITOS.
Realización del sistema de control de llenado de dos depósitos. Compartición de
recursos. En esta práctica se utilizará el software de simulación de plantas AW-SYS para
PC para validar el funcionamiento del programa de autómata desarrollado.
Práctica 5. INTRODUCCIÓN A MATLAB. ESTUDIO DE LA RESPUESTA DE
SISTEMAS LINEALES.
Estudio temporal y frecuencial de sistemas lineales de primer y segundo orden utilizando
el programa comercial "Matlab". Estudio de las especificaciones de la respuesta
transitoria ante actuaciones básicas.
Prácticas 6 y 7. DISEÑO DE CONTROLADORES.
Compensación de sistemas. Diseño en frecuencia de controladores de adelanto y de
retraso de fase utilizando el programa comercial “Matlab”.
NOTA: Todas las prácticas son de dos horas de duración.
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BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
PARTE I:
• Las Redes de Petri en la Automática y la Informática.
MANUEL SILVA.
Ed.: AC.
• Manuales de la familia de controladores lógicos LOGO!.
Ed.: SIEMENS AG.
(Disponible en http://www1.ad.siemens.de/logo/ftp/logo_0500_sp.pdf)
• Manuales de la familia de autómatas SIEMENS S7-200 y S7-300.
Ed.: SIEMENS AG.
(Disponibles en http://www.aisa.uvigo.es/celso/documentos)
• Norma IEC 61131-3: “Programmable Controllers – Programming Languages)
Ed.: International Electrotecnical Comission (IEC).
(Disponible en http://www.aisa.uvigo.es/celso/documentos)
PARTE II:
• Ingeniería de Control moderna (4º Edición)
KATSUHIKO OGATA.
Ed.: Prentice/Hall.
• Regulación Automática I (Varias Unidades Didácticas)
V. ALEIXANDRE Y OTROS
Ed.: UNED.
• Aprenda Matlab 6.1 como si estuviera en primero.
J. GARCÍA DE JALÓN Y OTROS.
Ed.: E.T.S.I.I. Universidad Politécnica de Madrid.
(Disponible en: http://www.tayuda.com/ayudainf/aprendainf/varios.htm)
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BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
PARTE I:
• Autómatas Programables. Fundamento. Manejo. Instalación y Práctica.
A. PORRAS y A.P. MONTERO
Ed.: Mc Graw-Hill.
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• Practice of Petri Nets in Manufacturing.
F. DICESARE, G. HARHALAKIS, J.M. PROTH, M. SILVA y F.B. VERNADAT
Ed.: Chapman & Hall.
• Problemas resueltos con Autómatas Programables.
J.P. ROMEDA, J.A. LORITE, S. MONTORO
Ed.: Paraninfo.
• Comunicaciones Industriales. Una visión práctica con SIMATIC S7
SEMPERE PAYA, SILVESTRE BLANES, MARTINEZ GUARDIOLA
Ed.: Universidad Politécnica de Valencia.
PARTE II:
• Sistemas Realimentados de Control (Análisis y Síntesis)
D’AZZO - HOUPIS.
Ed.: Paraninfo.
• Control de sistemas dinámicos con retroalimentación
FRANKLIN Y OTROS.
Ed.: Addison-Wesley.
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ORGANIZACIÓN DOCENTE
Método docente:
Clases de teoría con apoyo de medios audiovisuales: PC y cañón o, en su defecto,
proyector de transparencias.
Las clases de teoría se desarrollarán según el temario anterior. Se impartirán clases
teóricas en un 70% y de problemas en un 30%, intentando conseguir la participación del
alumnado presente en las mismas. Se utilizará, como guión docente, una colección de
apuntes (en formato presentación PowerPoint) que se harán llegar al alumnado.
Las prácticas de laboratorio serán de dos horas de duración cada una y se desarrollarán
en los laboratorios Lab22 y/o Lab24 del Departamento (sitos en la E.T.S.I.I.).
Para las prácticas de Laboratorio, se entregará previamente a su realización un
enunciado de la misma. Los alumnos tendrán así ocasión para prepararla previamente
con el fin de llevar a cabo su ejecución el día indicado en el laboratorio. No se dará la
práctica por realizada hasta llegar a los resultados propuestos en el enunciado.
Evaluación:
La evaluación de los alumnos se realizará en base a una prueba teórica que constará de
teoría y problemas. La parte de teoría se valorará en un 50%-60% del total y la de
problemas en el 50%-40% restante. Se exigirá nota mínima (30%) en cada una de las
dos partes. La realización de todas las prácticas será condición indispensable para
poder superar la asignatura. Además, la valoración de la ejecución de las prácticas se
tendrá en cuenta en la nota final (máximo 1 punto sobre 10).
Los criterios de valoración serán específicos en cada prueba.
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ANEXOS
Dirección Web para consulta del programa de esta asignatura:
Se mantendrá una copia actualizada del programa de esta asignatura, así como de su
correspondiente programa breve en la siguiente dirección de Internet:
http://www.aisa.uvigo.es/DOCENCIA/RegAutOrg.html
Horarios de Tutorías de los profesores de la Asignatura en el presente curso
académico:
Profesor:
Tutorías:
Lugar:
José Ignacio Armesto Quiroga
Jueves de 11:00 a 14:00
Viernes de 11:00 a 14:00
E.T.S.I.I. Vigo.
Información adicional:
Se dispone de software, desarrollado en el Departamento, que puede complementar
adecuadamente el desarrollo de algunas de las prácticas de la asignatura,
particularmente en lo relativo a la parte de descripción funcional de sistemas
secuenciales y concurrentes. Para acceder a dicho software, consultar la siguiente
dirección de Internet:
http://www.aisa.uvigo.es/software.html
Con respecto al software comercial empleado para la simulación de sistemas
secuenciales, puede descargarse gratuitamente una versión demostrativa del paquete
AW-SYS empleado en las prácticas en la siguiente dirección de Internet:
http://www.autoware.com/spanish/demo.htm
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