[Tema 0: Presentación de la asignatura]

Universidad de Oviedo
Sistemas Automáticos
Presentación
2007
Sistemas Automáticos
1
Universidad de Oviedo
Índice
•
•
•
•
•
•
•
•
•
2007
¿Quiénes somos?
Objetivos
Programa
Evaluación
Prácticas
¡ Repasar conceptos básicos !
Recursos
Bibliografía
Asignaturas optativas de 5º
Sistemas Automáticos
2
Universidad de Oviedo
Dpto. de Ing. Eléctrica,
Electrónica de Computadores y
de Sistemas
Área de
Área de
Área de Tecnología
Área de Tecnología
Ingeniería
DIEECS
Ingeniería
Electrónica ATE
Electrónica ATE
Eléctrica IE
Eléctrica IE
UNIVERSIDAD
DE OVIEDO
Área de Ingeniería
Área de Ingeniería
de Sistemas y
de Sistemas y
Automática ISA
Automática ISA
Área de Teoría de
Área de Teoría de
la Señal y
la Señal y
Comunicaciones
Comunicaciones
TSC
TSC
Docencia
- EPS de Ingeniería de Gijón
- EU Ingeniería Técnica Industrial
- EU Ingeniería Técnica Minera y Topográfica
- EU Ingeniería Técnica Informática
de Oviedo y de Gijón
2007
-
ETS Ingenieros de Minas
ES Marina Civil
Facultad de Química
Facultad de Ciencias
Sistemas Automáticos
3
Universidad de Oviedo
ISA (Ingeniería de Sistemas y Automática)
Actualmente en torno a 25 becarios.
Hemos realizado proyectos con:
• Arcelor
• Asturiana de Zinc
• Cristalería Española (Saint Gobain)
• Térmica de Aboño (Hidrocantábrico)
• Sinterstahl (vídeo)
• Chupa Chups
• Santa Bárbara
• …
2007
Sistemas Automáticos
4
Universidad de Oviedo
Laboratorios de ISA
Horno, tren de rodillos y puente grúa
vídeo
2007
Sistemas Automáticos
5
Universidad de Oviedo
Laboratorios de ISA
•
2007
Célula de fabricación flexible
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Profesores de Teoría
Grupo 1: Antonio Robles Álvarez
Tel: 985.18.25.39 Despacho: 2.2.10 [email protected]
Teoría:
Ma de 8:15 a 9:15, Mi de 9:15 a 10:15
Tutorías: Ma 16:30-18:30, Mi 11:30-13:30. Ju de 17-19
Grupo 2: Ignacio Díaz Blanco (Coordinador)
Tel: 985.18.26.63 Despacho: 2.2.09 [email protected]
Teoría:
Ma, Ju, de 11:30 a 12:30
Tutorías: Lu,Ma,Mi de 16 a 18
Grupo 3: Alberto Benjamín Diez González
Tel: 985.18.20.67 Despacho: 2.1.12 [email protected]
Teoría:
Ma de 10:15 a 11:15, Vi de 8:15 a 9:15
Tutorías: Lu, Mi de 9 a 12
Grupo 4: Juan Manuel Guerrero Muñoz
Tel: 985.18.25.31 Despacho: 2.1.14 [email protected]
Teoría:
Ma de 9:15 a 10:15, Ju de 8:15 a 9:15
Tutorías: Ma de 11:30 a 13:30 y 17-19. Ju de 17 a 19
2007
Sistemas Automáticos
7
Universidad de Oviedo
Profesores de Prácticas
Iván Machón González
Tel: 985.18.25.32 Despacho: 2.2.02 [email protected]
Tutorías: Ma,Mi, Ju de 11:30 a 13:30
Además de los cuatro profesores de teoría.
2007
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Objetivos
A final de curso, el alumno debe ser capaz de:
•
•
•
•
•
•
2007
Aplicar metodología de diseño
Valorar especificaciones de control
Comprender y aplicar fundamentos de control
Combinar diferentes técnicas de análisis y diseño
Explicar efecto de factores tecnológicos
Realizar una programación básica de un Autómata Programable
Industrial
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Programa
Bloque 1: El Problema de Control
Bloque 2: Diseño de Reguladores
Bloque 3: Aspectos Tecnológicos del Control
2007
Sistemas Automáticos
10
Universidad de Oviedo
Programa (B1)
Bloque 1: El Problema de Control
1. Sistemas de control secuencial
2. Introducción al control realimentado
3. Propiedades básicas de la realimentación
referencia
de velocidad
propulsión
Control
velociad medida
2007
velocidad real
AUTOMOVIL
Sistemas Automáticos
Sensor
de
velocidad
11
Universidad de Oviedo
Programa (B2)
Bloque 2: Diseño de Reguladores
4.
5.
6.
7.
2007
Diseño mediante el lugar de las raíces
Diseño en el dominio de la frecuencia
Métodos empíricos de diseño y arquitecturas de control
Introducción al control digital
Sistemas Automáticos
12
Universidad de Oviedo
Programa (B3)
Bloque 3: Aspectos Tecnológicos del Control
10. Sensores
11. Actuadores
2007
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Evaluación
Texto oficial: http://isa.uniovi.es/~idiaz/SA/Practicas/NormativaPracticas.html
Nomenclatura (todas las notas son expresadas sobre 10):
– Ci: Nota obtenida en el control de la práctica i (será cero en caso de
no presentado)
– C: Nota media de los controles
– E: Nota obtenida en el examen de prácticas
– P: Nota de la parte práctica
– T: Nota de la parte de teoría (examen escrito)
– N: Nota global de la asignatura
2007
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Nota global
•
La nota global de la asignatura N será
N = 0.6 ·T + 0.4 ·P
siempre que el alumno obtenga una nota mínima de 4 en
teoría. En caso contrario, se considerará suspenso sea cual
sea el valor de 0.6 ·T + 0.4 ·P y a efectos de calificación
numérica se le otorgará a N un valor máximo de 4.
•
Se realizará un único examen teoría final que consistirá en una
prueba escrita con:
– problemas
– cuestiones de aplicación
– cuestiones relacionadas con las prácticas
2007
Sistemas Automáticos
15
Universidad de Oviedo
Partes de la práctica
Las prácticas constarán de dos partes básicas:
– La prepráctica, consistente en una serie de ejercicios previos
relacionados con la práctica para que el alumno resuelva de forma
individual. Dicha prepráctica se evaluará mediante un control escrito,
realizado al inicio de cada sesión práctica, de unos 20-25 minutos,
con preguntas o ejercicios similares a los propuestos en la
prepráctica. La nota del control de la práctica i será Ci. Los controles
a los que el alumno no se presente tendrán una nota de 0.
– La práctica, consistente en la realización de ejercicios de carácter
práctico y presencial en los laboratorios del Área de Ingeniería de
Sistemas y Automática sobre el computador o sobre los equipos de
laboratorio.
2007
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Examen de prácticas
•
•
2007
Al final del curso se hará un examen de prácticas en el
laboratorio, cuya nota será E. Esta prueba se realizará en
horario de prácticas y el resultado de la misma, al igual que el
de los controles, se conservará para todas las convocatorias
posteriores hasta la de febrero de 2008 inclusive.
En las convocatorias de septiembre y febrero se realizarán
también exámenes de prácticas para aquellos alumnos que
deseen presentarse. Estos exámenes se realizarán el mismo
día del examen teórico, a la finalización del mismo. La nota del
examen de prácticas obtenida en cada convocatoria invalidará
las notas obtenidas en exámenes prácticos anteriores y se
conservará hasta la convocatoria de febrero de 2008 inclusive.
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Evaluación de prácticas
•
La nota C de los controles será:
•
La nota total de la parte práctica P será:
•
2007
C=
C1 + C2 + C3 + C4 + C5 + C6
6
P = 0.25 ·C + 0.75·E
Al igual que la nota E del examen de prácticas, la nota de la
parte práctica P será en todo caso la calculada a partir de la
nota del último examen de prácticas al que se haya presentado
el alumno (cualesquiera notas de exámenes de prácticas
anteriores, ya sean superiores o inferiores, quedan anuladas) y
tendrá validez hasta la convocatoria de febrero de 2008
(inclusive). A partir del inicio de las clases del curso siguiente,
las notas C, E y P se consideran caducadas.
Sistemas Automáticos
18
Universidad de Oviedo
Prácticas realizadas en el curso 2005-06
Los alumnos que hayan realizado las prácticas del curso 20052006 podrán optar por conservar la nota obtenida en dicho curso o
someterse al mismo proceso de realización y evaluación de
prácticas que el resto de los alumnos. Estos alumnos tienen dos
opciones:
– No presentarse al examen de prácticas. Se entenderá en este caso que
conservan la nota de prácticas del curso 2005-2006, invalidando cualquier
calificación de los controles en el caso de que los hubieran hecho.
– Presentarse al examen de prácticas. En este caso se entenderá que
renuncian a la nota de prácticas del curso 2005-2006 y a partir de ese
momento se someten al mismo proceso de evaluación de prácticas que el
resto de los alumnos.
2007
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Grupos de prácticas y control de asistencia
•
•
•
•
•
•
2007
La asistencia a las prácticas es de carácter voluntario, aunque el
alumno deberá asistir si quiere puntuar en los controles.
Los grupos de prácticas serán asignados alfabéticamente para facilitar
la compatibilidad entre horarios de grupos de prácticas y grupos de
teoría.
Por defecto, los alumnos de un grupo dado podrán asistir a las
prácticas los días y horas indicados en el calendario de prácticas para
dicho grupo.
Para facilitar la asistencia, dos alumnos de grupos distintos pueden
acordar un intercambio en una práctica concreta, informando de ello en
el control de asistencia de la sesión práctica afectada.
El profesor podrá negar la asistencia a una sesión práctica a todos
aquellos alumnos que se presenten sin pertenecer al grupo asignado a
dicha sesión o que no hayan acordado un intercambio con un miembro
de dicho grupo.
En caso necesario, se podrá exigir DNI o tarjeta de estudiante.
Sistemas Automáticos
20
Universidad de Oviedo
1ª Práctica
•
2007
Normativa, distribución de grupos, fechas, enunciado de
prepráctica, práctica y documentos adicionales disponibles
en la web de
la asignatura
Marzo
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
¡ Repasar conceptos básicos !
(Análisis Dinámico de Sistemas 2º)
• Modelado de sistemas. Linealización. Transformada
de Laplace. Diagramas de bloques.
• Análisis en el dominio del tiempo. Respuesta
temporal. Estabilidad. Criterio de Routh.
• Análisis en el dominio de la frecuencia. Diagrama de
Bode. Diagrama polar.
• Análisis de sistemas realimentados. Criterio de
Nyquist
2007
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Recursos
• Página web de Sistemas Automáticos:
http://isa.uniovi.es/~idiaz/SA/SA.html
• Página web de Análisis Dinámico de Sistemas (2º):
http://isa.uniovi.es/docencia/adsii/
2007
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Bibliografía (teoría)
[Franklin05] Franklin, G.F. et al. “Feedback Control of Dynamic Systems”,
5ª edición, Prentice-Hall, 2005.
[Dorf05] Dorf, R.C. et al. “Sistemas de Control Moderno”, 10ª edición, PrenticeHall, 2005.
[Ogata03] Ogata, K. “Ingeniería de Control Moderna”, 4ª edicion, Prentice Hall,
2003
[Puente95] Puente, E. Andrés. "Regulación Automática I“, Universidad Politécnica
de Madrid, Servicio de Publicaciones, 1995
[Astrom03] Astrom K.J. "Control System Design. Lecture Notes for ME155A"
http://www.cds.caltech.edu/~murray/courses/cds101/fa02/caltech/astrom.html
[Kuo02] Kuo, B.C. “Automatic Control Systems”, 8ª edición, John Wiley & Sons,
2002
[Goodwin01] Goodwin, G. C. et al. "Control System Design", Prentice-Hall, 2001
2007
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Bibliografía (problemas)
[ARACIL93] "Problemas de Regulación Automática", Universidad
Politécnica de Madrid, 1993
[BARRIENTOS96] A. Barrientos et al. “Control de Sistemas Continuos.
Problemas resueltos”. McGraw-Hill,Madrid 1996.
[MATEOS] F. Mateos et SL. “Problemas de Regulación Automática”,
Delegación de alumnos, ETSI Industriales de Gijón.
[OGATA99] Ogata, K. "Problemas de ingeniería de control usando
MATLAB", Prentice Hall, 1999
2007
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Asignaturas optativas de 5º
ISA propone las siguientes asignaturas en 5º curso:
• Control de procesos en tiempo real (1c, v)
• Diseño de sistemas avanzados de control (2c, v)
• Ingeniería electrónica y automática (2c, v)
• Ingeniería de automatización (2c, o)
• Robótica e integración sensorial (2c, o)
• Automatización integral de edificios (2c, o)
• Regulación automática y control en ingeniería eléctrica (2c, ie)
• Comunicaciones en entornos industriales (1c, e)
1c / 2c: 1er / 2º cuatrimestre
v/o: vinculante/optativa para la intensificación Electrónica y Automática
ie: optativa para la intensificación Ingeniería Eléctrica
e: libre elección
2007
Sistemas Automáticos
26
Universidad de Oviedo
Control de Procesos en Tiempo Real
Aplicaciones:
Aplicaciones:
Contenidos
Contenidosde
delalaasignatura:
asignatura:
••Programación
Programaciónavanzada
avanzadaen
enlenguaje
lenguajeCC
••Sistemas
Sistemasinformáticos
informáticosde
decontrol
control
••Programación
Programaciónmultitarea
multitareaen
enTiempo
TiempoReal
Real
••Trabajo
Trabajode
deun
uncaso
casopráctico
práctico
Señales
Proceso A
Comandos
•• Control
Controlde
deprocesos
procesosdistribuido
distribuido
•• Servidores
Servidoresde
decomunicaciones
comunicaciones
•• Sistemas
Sistemasempotrados
empotradosde
decontrol:
control:
automóvil,
automóvil,telefonía
telefoníamóvil,
móvil,equipos
equipos
electrónicos,
electrónicos,electrodomésticos,
electrodomésticos,etc.
etc.
Equipo Informático
de Control
Tarea
A
Interfaz
usuario
Señales
Tarea
B
Proceso B
Comandos
S.O.
Tiempo
Real
Base
datos
Señales
Tarea
C
Proceso C
2007
Comandos
Sistemas Automáticos
Comunicaciones
27
Universidad de Oviedo
Diseño de Sistemas Avanzados de Control
http://isa.uniovi.es/~hilario/dsac.htm
• Programación de algoritmos
de control digital
• Diseño de reguladores
discretos
• Control Predictivo
• Control Robusto
• Control Adaptativo
• Control Difuso
• Identificación de sistemas
2007
Sistemas Automáticos
28
Universidad de Oviedo
Ingeniería Electrónica y Automática
El objetivo fundamental de la asignatura es que el alumno se familiarice con los
elementos electrónicos y automáticos que formar parte de los sistemas de control
industrial, facilitándole ejemplos en el laboratorio y familiarizándole con las tareas
de diseño e implementación del sistema de control.
2007
Sistemas Automáticos
29
Universidad de Oviedo
Ingeniería de Automatización
Simatic S7
D
D
D
D
D
D
D
D
D
SISTEMAS AUTOMATIZADOS
SENSORES Y ACTUADORES
AUTOMATIZACIÓN MEDIANTE LÓGICA CABLEADA
AUTÓMATAS PROGRAMABLES (PLCs)
PROGRAMACIÓN DE PLC´s (STEP-7 SIMATIC S7-300)
INTERFACES DE USUARIO: HMI
SISTEMAS SCADA. WINCC de SIEMENS
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN INDUSTRIAL
PROYECTO DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
WinCC
Evaluación:
Prueba test (30%)
Trabajo final (70%)
2007
Sistemas Automáticos
30
Universidad de Oviedo
Ingeniería de Automatización
Trabajando
en el laboratorio
Aplicación
SCADA
2007
Planta
piloto
Herramientas de
diseño, y depuración
Sistemas Automáticos
31
Universidad de Oviedo
Integración Sensorial y
Robótica: del robot
industrial…
Desde los años 70
No perciben su
entorno
Necesitan una
célula. Caros.
Dificultad de
reprogramación =
falta de flexibilidad =
+caros
•
2007
Sistemas Automáticos
32
Universidad de Oviedo
… a las nuevas aplicaciones
2007
Sistemas Automáticos
33
E
jemplos de Integraci
ón
Ejemplos
Integración
Sensorial en R
obótica
Robótica
Robótica e
Integración Sensorial
Videos, demostraciones y documentos relacionados en:
Sistemas Multisensor y Robótica (SiMuR)
isa.uniovi.es/simur
Universidad de Oviedo
Regulación Automática y Control
en Ingeniería Eléctrica
2º cuatrimestre – Optativa
• Conocer los principios de funcionamiento de los
accionamientos eléctricos.
• Adquirir los conocimientos básicos sobre los
principios de control de los motores eléctricos.
• Entender los diferentes esquemas de control basados
tanto en modelos estáticos como dinámicos de los
motores eléctricos.
• Familiarizarse con el conexionado, configuración, y
puesta en marcha de accionamientos eléctricos
comerciales.
• Conocer las características constructivas
(procesadores digitales, electrónica de potencia,
sensores etc.) de los accionadores eléctricos.
2007
Sistemas Automáticos
36
Universidad de Oviedo
Automatización Integral de Edificios
Domótica / Inmótica
CONTENIDO RESUMIDO:
1. GENERALIDADES SOBRE DOMOTICA E INMÓTICA
2. PRINCIPALES SISTEMAS DOMÓTICOS/INMOTICOS
3. DESARROLLO DE PROYECTOS
4. ESTUDIO DE CASOS.
3T
6C
3P
Evaluación:
Prueba test (30%)
Trabajo final (70%)
2007
PRÁCTICAS:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Piso piloto domótico. Estudio de funcionalidades,
componentes y arquitectura
Productos domóticos
Conexión de sensores y actuadores
Sistemas domóticos basados en PLCs
Configuración de sistema KNX-EIB
Configuración de sistema LON
Prácticas con sistemas inalámbricos X-10
Ejemplo de sistema propietario
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Automatización Integral de Edificios
Trabajando
en el aula
Domótica / Inmótica
Paneles didácticos: PLC´s, EIB, LON, X-10
Componentes reales
Herramientas
de simulación
2007
Sistemas Automáticos
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Universidad de Oviedo
Automatización Integral de Edificios
Aspecto interior
Domótica
Piso piloto: Proyecto e-llar
• Supervisión remota vía Web
• Mensajes de alarma SMS
• Cámaras de vigilancia
• Control de iluminación
• Riego del jardín
• Gestión de energía
• Toldos y persianas
• Calefacción …
Interface de
usuario
Distribución
2007
Sistemas Automáticos
39
Universidad de Oviedo
Automatización Integral de Edificios
Proyectos - Estudio de casos
Visitas a instalaciones
Hotel rural
Controlador
2007
Sistemas Automáticos
40
Universidad de Oviedo
Comunicaciones en entornos industriales
4,5 C: 3 T + 1,5 L
2007
INTERNET
Sistemas Automáticos
41
Universidad de Oviedo
Comunicaciones en entornos industriales
Prácticas con equipos de Siemens y Schneider sobre:
• Buses:
– Profibus
– AS-i
– Uni-Telway
• Redes:
– Modbus
– Ethernet Industrial
– Wifi
• Comunicaciones serie
– RS232
– Modems
2007
Sistemas Automáticos
42