Control Avanzado de Procesos
Master de
Ingeniería
Química Curso 2019-20
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Caracter: |
Optativa, 6 créditos |
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Curso: |
2º, 1º cuatrimestre codigo 53756 |
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Horario teoría: |
martes 9h. jueves 9h. septiembre-diciembre |
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Horario Prácticas: |
Sede Mergelina, Laboratorio del Dpto. de Ingeniería de Sistemas y Automática jueves 10 a 12h |
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Profesor: |
Cesar de Prada Moraga Catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática (ISA), Sede Mergelina, EII |
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Prerrequisitos: |
Conocimientos de Fundamentos de Automática y Modelado |
Los alumnos pueden usar el sistema Moodle: http://campusvirtual.uva.es de esta asignatura.
Los objetivos de la asignatura se centran en proporcionar al alumno los
conocimientos sobre control avanzado y operación óptima de procesos
necesarios para su aplicación en la industria de procesos. Además, se
pretende que conozca herramientas de cálculo adecuadas para ello y que
adquiera experiencia práctica con proyectos de laboratorio.
Tras el curso, el alumno debería ser capaz de:
· Obtener modelos dinámicos de procesos multivariables a partir de datos
experimentales.
· Diseñar e implementar sistemas de control avanzado y optimización económica de la operación en
tiempo real de procesos multivariables.
· Estimar en línea variables no medidas.
Cubre una rama de especialización orientada a la operación automática de procesos industriales
continuos, al igual que otras asignaturas cubren otros campos de aplicación.
Aprender Compitiendo:
Se anima a los alumnos a que participen en el Concurso en Ingeniería de Control 2020 organizado por CEA (Comité Español de Automática) e ISA España.
Web del concurso anterior:
http://www.dia.uned.es/~fmorilla/CIC2019/
Los ganadores obtendrán el premio al mejor trabajo competitivo realizado por estudiantes sobre temas de Control en torno a un benchmark industrial.
Igualmente se anima a participar en otros premios promovidos por CEA (Comité Español de Automática), junto a empresas:
PREMIO EMPRESARIOS AGRUPADOS.pdf
ISA - Premio Estudiantes ISA 2018-2019.pdf
1. Diseño de
sistemas de control de planta.
Lección 1.1
Introducción a los sistemas de control. Estructuras de control.
Metodología de diseño del esquema de
control de una planta completa. Sistemas de control de reactores, columnas,
calderas, compresores, evaporadores, hornos.
Lección 1.2 Sistemas
multivariables. Control de sistemas con interacción utilizando lazos
simples. Medida de la interacción. Matriz de ganancias relativas de
Bristol. Desacoplo. Ejemplos.
2. Modelado con
datos experimentales.
Lección 2.1
Modelos para control por computador. Toma de datos con computador. Teorema
de Shannon. Modelos muestreados. Análisis de sistemas muestreados.
Lección 2.2 Modelado e
identificación. Introducción a la identificación de sistemas. Métodos de
estimación de parámetros. Propiedades de los estimadores. Diseño de
experimentos. Métodos de validación de modelos.
3. Control Predictivo.
Lección 3.1
Introducción al Control predictivo (MPC). El regulador DMC. Formulación
multivariable. Control predictivo con restricciones. Justificación económica
del control avanzado. Ejemplos de aplicación.
Lección 3.2 Control
predictivo no lineal. Métodos de
optimización dinámica. Ejemplos de aplicación
Lección 3.3 Métodos de
estimación de estados y variables no medidas. Filtro de Kalman. Estimación
de horizonte deslizante. Ejemplos de aplicación.
4. Optimización de
procesos en tiempo real.
Lección
4.1 Organización de la producción, jerarquías de control.
Optimización económica en tiempo real (RTO). Ejemplos de aplicación.
Lección 4.2
Reconciliación de datos. Software de control y optimización. Práctica del
RTO. Aplicaciones.
30 horas de laboratorio
Las clases prácticas tienen como objetivo complementar la teoría y permitir al alumno aplicarla utilizando herramientas y sistemas reales. Constituyen una parte importante de la asignatura. Parte de las prácticas se realizarán en simulación, con lenguajes de simulación ( EcosimPro) pero fundamentalmente van dirigidas a utilizar procesos conectados a ordenador del Laboratorio de Ingeniería de Sistemas y Automática para que el alumno pueda familiarizarse con los sistemas software y procesos reales.
Los alumnos deberán realizar cuatro trabajos prácticos en el laboratorio por grupos, correspondientes a cada parte de la asignatura:
P1 Diseño de estructuras de control de procesos. Entrega 9/10 a las 14.00h
P2 Identificación de sistemas. Entrega 30/10 a las 14.00h
P3 Diseño e implementación de un sistema de control predictivo. Entrega 27/11 a las 14.00h
P4 Diseño e implementación de un sistema RTO. Entrega 18/12 a las 14.00h
Los cuales serán tenidos en cuenta en la valoración final. Tras la entrega del report de cada practica, se realizará una exposición pública de la misma en un seminario de discusión.
La entrega de practicas se realizará a través del sistema Moodle: http://campusvirtual.uva.es
Tamaño máximo de los archivos: 8 Mb
Visitas técnicas
Se realizará una visita a la factoría de ACOR en Olmedo (Valladolid), en particular a sus salas de control y sistemas de instrumentación.
Fecha prevista: noviembre 2019 Fecha limite de inscripción: . Salida a las 9.15 h. de la parte trasera de la sede Megerlina, EII
Visita
2015
Se realizará también una visita a la refinería de petróleo de PETRONOR en Muskiz (Vizcaya), en particular a sus salas de control y sistemas de control avanzado, en cooperación con la sección de estudiantes de ISA-Valladolid
Fecha prevista: Mayo de 2020. Fecha limite de inscripción: Hasta el 7 de abril al delegado de curso. Salida en la parte trasera de la sede Mergelina EII a las 6.15h.
visita Mayo 2014
visita Abril 2015
Conferencias
Están previstas varias Conferencias , en cooperación con la
sección de estudiantes de ISA-Valladolid, a cargo de profesores y
profesionales de la industria de reconocida competencia:
"Control Predictivo Multivariable"
Mikel Sola, Dpto. de Control Avanzado, Petronor, 29
de abril
Simulador de Procesos
Se realizarán prácticas por grupos en un simulador de entrenamiento de personal de sala de control de una factoría azucarera
Revista EuroXchange
Los alumnos pueden publicar sus trabajos de prácticas o en el simulador en la Revista EuroXchange de la Federación Europea de estudiantes de ISA. Las trabajos aceptados para publicación tendrán especial consideración cara a su valoración en la calificación de la asignatura.
Process Dynamics, Modeling and Control, B.A. Ogunnaike, W.H.
Ray, Oxford Univ. Press, 1994 (*)
Identification of multivariable industrial processes, Zhu Y., Backx, T.,
Springer Verlag 1993
Model Predictive Control, E.F. Camacho y C. Bordons, Second EditionSpringer-Verlag,
Londres,ISBN 1-85233-694-3, 2004
Manual de instrumentación y control de Procesos, Edt. Alción, 1998
Statistics for technology, C. Chatfield, Edt. Chapman and Hall, 1983.
Predictive Control with Constraints J. M. Maciejowski Edt. John Wiley, 2001
Model Predictive Control Theory & Design James B. Rawlings , Mayne David Q. Edt. Nob Hill Pub, 2009
Resource efficiency of processing plants, Eds. S. Kramer, S. Engell, Edt.Wiley, 2018
(*) Textos básicos
Se valorarán:
ü Proyectos prácticos (60%)
ü Participacion en actividades. (10%)
ü Examen final (30%)
Fechas de examen:
Presentaciones en Power Point: