Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL	ING. EN ALIMENTOS	7/08	2011	2° cuatrimestre

Docente	Función	Cargo	Dedicación
GUARNES, MIGUEL ANGEL	Prof. Responsable	P.Adj Exc	40 Hs
GALETTI, AGUSTIN ESTEBAN	Responsable de Práctico	JTP Simp	10 Hs

Cualquier ingeniero en alimentos que diseñe o que opere plantas industriales debe tener unos conocimientos mínimos de control automático de procesos. Debe conocer los elementos que componen us sistema de control, los principios básicos de la teoría de control, los principios de medición de las variables fundamentales presentes en los procesos industriales.

a) Capacitar al alumno para desarrollar las siguientes actividades en el campo del control automático:
- Plantear, diseñar y especificar correctamente estrategias sencillas de control
- analizar y entender estrategias más complejas propuestas por especialistas
- Diagnosticar y resolver problemas sencillos del control de una planta en operación
- Participar en la gestión de adquisición de un sistema de control para planta de tipo medio o pequeño
b) Consolidar una formación básica a partir de la cual el alumno, bien por sí mismo o bien asistiendo a cursos de pustgrado, pueda sin problemas hacerse un especialista en la materia

Capítulo 1: Introducción al control de procesos
1.1 Introducción
1.2 Ejemplo introductorio: Control por realimentación. Control anticipativo
1.3 Definiciones y conceptos básicos relativos a los sistemas de control de procesos: variable de proceso, punto de consigna,
variable manipulada, variable de perturbación.
1.4 Señales e instrumentos de un sistema de control de proceso: sensor, transmisor, controlador, actuador o elemento final de
control
1.5 Niveles de control de procesos: control regulatorio básico, control regulatorio avanzado, control multivariable,
optimización en línea
1.6 Diseño del sistema de control

Capítulo 2: Modelización del comportamiento dinámico de procesos
2.1 Introducción
2.2 Consideraciones generales acerca del modelado matemático de procesos: principios fisicoquímicos involucrados, grado
de detalle del modelo, consistencia del modelo, régimen nominal de operación.
2.3 Ecuaciones de conservación y tipos de modelos
2.4 Las ecuaciones de conservación en la formulación de modelos de parámetros globalizados
2.5 Las ecuaciones de conservación en la formulación de modelos de parámetros distribuidos
2.6 Ejemplos de modelos dinámicos de procesos
2.7 Integración del modelo matemático del proceso con la descripción matemática del sistema de control

Capítulo 3: Análisis de la dinámica de procesos en el dominio del tiempo
3.1 Introducción
3.2 Linealización de modelos dinámicos de procesos
3.3 Sistemas lineales de primer orden
3.4 Sistemas de segundo orden
3.5 Sistemas de orden superior

Capítulo 4: Introducción a la instrumentación de procesos químicos
4.1 Introducción
4.2 El proceso de medida
4.3 Clasificación de los instrumentos de medida
4.4 Definiciones y conceptos básicos
4.5 La transmisión de la medida
4.6 Instrumentación inteligente
4.7 Calibrado
4.8 Diagramas de tuberías e instrumentos

Capítulo 5: Medidores de temperatura
5.1 Introducción
5.2 Factores involucrados en la medición de la temperatura
5.3 Clasificación de los sensores de temperatura
5.4 Termopares
5.5 Termorresistencias
5.6 Termistores
5.7 Pirómetros de radiación
5.8 Selección del sensor de temperatura

Capítulo 6: Medidores de presión y nivel
6.1 Introducción
6.2 Conversión mecánica-eléctrica
6.3 Elementos primarios para la medida de presión
6.4 medidores de nivel
6.5 Medida del nivel de sólidos

Capítulo 7 Medidores de caudal
7.1 Introducción
7.2 Medidores de presión diferencial
7.3 Medidores de impacto
7.4 Medidores lineales
7.5 Medidores de inserción
7.6 Medida de caudal másico con medidores volumétricos
7.7 Medidores de caudal másico
7.8 Selección de los medidores de caudal

Capítulo 8: Elementos finales de control: válvulas de regulación automática
8.1 Introducción
8.2 Válvulas de control
8.3 Componentes de una válvula de control
8.4 Características de caudal de las válvulas de regulación
8.5 Dimensionamiento de válvulas de control

Capítulo 9: Análisis dinámico en el dominio de Laplace: Función de transferencia
9.1 Introducción
9.2 La transformada de Laplace
9.3 Resolución de ecuaciones diferenciales lineales
9.4 Funciones de transferencia de modelos entrada-salida
9.5 Análisis cualitativo del comportamiento dinámico de un sistema y concepto de estabilidad
9.6 Diagramas de bloques

Capítulo 10: Análisis dinámico en el dominio de la frecuencia: Respuesta en frecuencia
10.1 Introducción
10.2 Respuesta en frecuencia
10.3 Respuesta en frecuencia de sistemas constituidos por varias funciones de transferencia en serie
10.4 Sistemas de fase no mínima

Capítulo 11: Modelos Dinámicos empíricos para control de procesos
11.1 Introducción
11.2 Metodología general
11.3 El método de la curva de reacción
11.4 Métodos estadísticos

Capítulo 12: Control por realimentación
12.1 Introducción
12.2 Instrumentación de un lazo simple de control
12.3 Controladores analógicos PID
12.4 Controladores digitales
12.5 Selección de las acciones de control

Capítulo 13: Análisis Dinámico y diseño de lazos de realimentación
13.1 Introducción
13.2 Diagrama de bloques y respuesta de un lazo simple de control
13.3 Criterios de estabilidad en lazo cerrado
13.4Efecto de las acciones básicas de control sobre la respuesta en lazo cerrado

Capítulo 14: Sintonización de controladores PID
14.1 Introducción
14.2 Sintonización de controladores de realimentación
14.3 Criterios de calidad de respuesta
14.4 Selección del tipo de controlador
14.5 Métodos de sintonización de controladores

Capítulo 15: Control regulatorio avanzado: Control de procesos con grandes tiempos muertos. Control con variables
auxiliares
15.1 Introducción
15.2 El problema de control de procesos con elevado tiempo muerto
15.3 El Predictor de Smith
15.4 El predictor de Smith y los errores de modelado
15.5 El Predictor PI
15.6 Control de procesos con respuesta inversa
15.7 Control en cascada
15.8 Control anticipativo
15.9 Control selectivo o control con restricciones
15.10 Control de gama partida
15.11 Control multivariable

Capítulo 16: Control por computadora
16.1 Introducción
16.2 Ventajas e inconvenientes del control por computadora
16.3 Funciones de las computadoras en el control t supervisión de procesos
16.4 Instrumentación específica para control por computadora
16.5 Características del software de los sistemas de control por computadora
16.6 Estructura de los sistemas de control por computadora
16.7 Señales muestreadas
16.8 Estructuras actuales de los sistemas de control y adquisición de datos por computadorea: Red Ethernet, USB, wireless, GSM, SMS

Capítulo 17: Control secuencial de procesos
17.1 Introducción
17.2 Ejemplo ilustrativo
17.3 Ecuaciones lógicas
17.4 Sistemas lógicos combinacionales y secuenciales: diagramas de contactos, autómatas programables (controladores
lógicos programables o PLC), programación GRAFCET

Práctico 1: Introducción a MatLab
Práctico 2: Modelado de procesos dinámicos
Práctico 3: Análisis de la dinámica de procesos en el dominio del tiempo
Práctico 4: Instrumentación
Práctico 5: Funciones de transferencia
Práctico 6: Modelado empírico
Práctico 7: Controladores PID - Control por realimentación
Práctico 8: Lazos de control - Procesos con grandes tiempos muertos

Promoción: la materia no se aprueba por promoción
Libre: Esta materia no se puede rendir en condición de alumno libre (examen libre)

Prácticas:
Asistencia mayor al 70%
Realización de todas las prácticas y presentación de informe

Parciales:
Se toman dos parciales
Cada parcial se aprueba con 7 puntos
Los alumnos con una nota entre 7 y 6.5 tienen derecho a un coloquio sobre los temas que la cátedra decida que debe ampliar
para alcanzar el 70% que le permita aprobar el parcial.
Se puede recuperar un solo parcial al finalizar la materia

Exposición: Los alumnos deben realizar la exposición de un tema de instrumentación y control aplicable a la industria de
alimentos.
Se evaluará la exposición.
Se debe obtener una nota igual o superior a 7

Condición de regularización:
Parciales: haber aprobado el 100% de los parciales
Exposición: haber aprobado la exposición con nota igual o superior a 7

Examen final:
El examen final será escrito y debe aprobarse con una nota igual o superior a 7

Nota final de la materia
Si se aprueba el examen final, la nota final estará dada por la aplicación de la siguiente ecuación:

Nota= 0.3*Promedio de parciales + 0.3*Exposición+0.4*Examen

[1] Control e instrumentación de procesos químicos – Pedro Ollero de Castro – Eduardo Fernández Camacho - Editorial Sintesis - 1997
[2] Chemical Process Control - George Stephanopoulos - Prentice Hall International
[3] Instrumentación y Contrl Básico de Procesos - J. Acedo Sánchez - Edit: Díaz de Santos - 2006
[4] Control Avanzado de Procesos Teoría y práctica - J. Acedo Sánchez - Edit: Díaz de Santos - 2003
[5] Fundamentals of Instrumentation in partnership whit the NJATC - Second Edition Edit: DELMAR CENGAGE Learning - 2008
[6] Process Dynamics and Control Modeling for Control and Prediction
[7] Brian Roffel, Ben Betlem - Edit: John Wiley & Sons Ltd. - 2006

[1] Process Dynamics and Control Second Edition- Dale E. Seborg, Thomas F. Edgar, Duncan A. Mellichamp - Edit: John Wiley & Sons Inc. - 2004
[2] Handbook of food analysis instruments Edited by Semih Otles - Edit: CRC Press - 2009
[3] FOOD PROCESSING OPERATIONS MODELING Second Edition Design and Analysis -EDITED BY Soojin Jun Joseph M. Irudayaraj - Edit: CRC Press - 2009
[4] Handbook of Food Engineering Second Edition Edited by Dennys R. Heldman,Daryl B. Lund - Edit: CRC Press 2007
[5] FOOD PROCESS ENGINEERING AND TECHNOLOGY -Zeki Berk - Edit: ELSEVIER - 2009
[6] Página web de la materia: http://www.evirtual.unsl.edu.ar/ : Curso ICON010
[7] Mediante este espacio se tiene acceso a las presentaciones de clases, guías de prácticas, programa, cronograma, se pueden realizar actividades, foros, consultas, etc.
[8] Este espacio, junto con las clases, prácticas presenciales y laboratorios conforman un curso hibrido (blended)

a) Capacitar al alumno para desarrollar las siguientes actividades en el campo del control automático:
- Plantear, diseñar y especificar correctamente estrategias sencillas de control
- analizar y entender estrategias más complejas propuestas por especialistas
- Diagnosticar y resolver problemas sencillos del control de una planta en operación
- Participar en la gestión de adquisición de un sistema de control para palanta de tipo medio o pequeño
b) Consolidar una formación básica a partir de la cual el alumno, bien por sí mismo o bien asistiendo a cursos de pustgrado,pueda sin problemas hacerse un especialista en la materia

Capítulo 1: Introducción al control de procesos
Capítulo 2: Modelización del comportamiento dinámico de procesos
Capítulo 3: Análisis de la dinámica de procesos en el dominio del tiempo
Capítulo 4: Introducción a la instrumentación de procesos químicos
Capítulo 5: Medidores de temperatura
Capítulo 6: Medidores de presión y nivel
Capítulo 7 Medidores de caudal
Capítulo 8: Elementos finales de control: válvulas de regulación automática
Capítulo 9: Análisis dinámico en el dominio de Laplace: Función de transferencia
Capítulo 10: Análisis dinámico en el dominio de la frecuencia: Respuesta en frecuencia
Capítulo 11: Modelos Dinámicos empíricos para control de procesos
Capítulo 12: Control por realimentación
Capítulo 13: Análisis Dinámico y diseño de lazos de realimentación
Capítulo 14: Sintonización de controladores PID
Capítulo 15: Control regulatorio avanzado: Control de procesos con grandes tiempos muertos. Control con variables
auxiliares
Capítulo 16: Control por computadora
Capítulo 17: Control secuencial de procesos