Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2025/2026 | Otros años:  2024/2025  |  2023/2024  |  2022/2023  |  2021/2022 
Graduado o Graduada en Ingeniería en Tecnologías Industriales por la Universidad Pública de Navarra
Código: 242611 Asignatura: AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
Créditos: 3 Tipo: Optativa Curso: 3 Periodo: 2º S
Departamento: Ingeniería
Profesorado:
ARANA REMIREZ, CARLOS (Resp)   [Tutorías ]

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

Módulo de Tecnología Eléctrica y Electrónica Industrial (MTEEI)/Automatica Industrial (M43)

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Descripción/Contenidos

  • Fundamentos de la Automatización Industrial.
  • Modelado y análisis de sistemas realimentados.
  • Controlador PID: funcionamiento y sintonización.

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Competencias genéricas

  • CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación
    secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que
    implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
  • 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
  • CG3 Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de
    versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones
  • CG4 - Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir
    conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial

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Competencias específicas

  • CE6-A: Conocimiento de los principios de la regulación automática y su aplicación a la automatización industrial

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Resultados aprendizaje

RESULTADO DEL APRENDIZAJE   CONTENIDO                                                                 ACTIVIDAD FORMATIVA  
Conocer el controlador PID, sus diferentes implementaciones y saber ajustar sus parámetros para cumplir unas especificaciones Perturbaciones de carga y de sensor. Métodos de control mediante prealimentación y realimentación. clases expositivas, prácticas de laboratorio, trabajo experimental
Conocer el controlador PID, sus diferentes implementaciones y saber ajustar sus parámetros para cumplir unas especificaciones PID analógico clásico, serie y paralelo. Métodos de sintonía experimentales de Ziegler-Nichols clases expositivas, prácticas de laboratorio, trabajo experimental
Conocer el controlador PID, sus diferentes implementaciones y saber ajustar sus parámetros para cumplir unas especificaciones  PID mejorado con anti-windup, eliminación del derivative-Kick, acción derivativa filtrada y pondederación de la referencia. clases expositivas, prácticas de laboratorio, trabajo de experimental.
Diseñar e implementar un controlador PID en un sistema de control real Sintonización de PID con métodos alternativos al Ziegler-Nichols y en sistemas con retardos puros. Clases expositivas, prácticas de laboratorio, trabajo experimental

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Metodología

Enfoque constructivista apoyado en flipped classroom, con tres prácticas como elementos vertebradores del proceso de aprendizaje.

  • Entrega de materiales de estudio con antelación
  • Horas lectivas dedicadas a incidir en los aspectos más importantes, resolver dudas, hacer problemas, debatir alternativas, poner en común dificultades y soluciones, etc.
Metodología - Actividad Horas Presenciales Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas 10  
A-2 Prácticas 12  
A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos 6  
A-4 Elaboración de trabajo   15
A-5 Lecturas de material   10
A-6 Estudio individual   10
A-7 Exámenes, pruebas de evaluación 6  
A-8 Tutorías individuales 6  
Total 40 35

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Evaluación

Resultados de aprendizaje Actividad de evaluación Peso (%) Carácter recuperable Nota mínima requerida
Conocer los fundamentos de automatismos Prueba corta tipo test #1 5% NO NO HAY
Conocer los fundamentos de automatismos Prueba corta tipo test #2 5% NO NO HAY
Conocer los fundamentos de automatismos Prueba corta tipo test #3 5% NO NO HAY
Diseñar e implementar sistemas de control y automatización industrial Informe práctica 1 5% NO NO HAY
Diseñar e implementar sistemas de control y automatización industrial Informe práctica 2 5% NO NO HAY
Diseñar e implementar sistemas de control y automatización industrial Informe práctica 3 5% NO NO HAY
Diseñar e implementar sistemas de control y automatización industrial Presentación oral práctica 3 5% NO NO HAY
Todos Examen escrito 65% SÍ 5

CONDICIONES PARA EL APROBADO: Para aprobar esta asignatura será necesario alcanzar la nota mínima de 5 en el examen escrito y alcanzar el aprobado (5) en la nota global obtenida de la suma ponderada de todas las pruebas de evaluación.

OTRAS CONSIDERACIONES:

  1. En el caso de no alcanzar dicha calificación mínima en el examen escrito, la calificación final será 4,9 (suspenso).
  2. La presentación para "subir nota" en el examen de recuperación implica que dicha nota sea la que se guarde.
  3. La calificación de la asignatura será "No presentado" siempre y cuando el peso de las actividades de evaluación en las que ha participado el estudiante sea inferior al 50% (art. 6.4. ACG 07/05/2019)

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Temario

Bloque I: Fundamentos de Automatización Industrial Presentación y contexto, fundamentos de automatización industrial, evolución histórica y perspectivas, niveles y tipos de automatización. Arquitecturas de control industrial y componentes fundamentales.

Bloque II: Sistemas realimentados Proceso de diseño de sistemas de control, modelado de sistemas físicos, nomenclatura y convenciones, funciones de transferencia y diagramas de bloques, perturbaciones y necesidad de sistemas de control, análisis de comportamiento, ventajas e inconvenientes de la realimentación.

Bloque III: Control PID Definición y componentes de control PID, acción proporcional, integral y derivativa, problemas prácticos del PID, soluciones implementables para el derivative kick, métodos anti-windup, métodos de sintonización heurísticos (Ziegler-Nichols lazo abierto, ganancia última y método frecuencial modificado). Control de 2 grados de libertad, control anidado (en cascada) y aplicaciones industriales del PID.

Prácticas

La asignatura se estructura en torno a tres prácticas realistas que sirven como hilo conductor para aplicar los contenidos teóricos y desarrollar las competencias de la asignatura. Las prácticas se realizan en el laboratorio de automática y están basadas puramente en simulación y análisis por ordenador.

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Programa de prácticas experimentales

  • Programa de prácticas experimentales:

    1. Práctica 1: Control de un horno de curado industrial
      • Modelar sistema térmico con condiciones iniciales no nulas
      • Simular y analizar efecto de cambios en parámetros del sistema
      • Comparar controles en lazo abierto y controles básicos en lazo cerrado (on-off, proporcional) y su rechazo de perturbaciones
    2. Práctica 2: Control de nivel de fluido en un tanque industrial
      • Identificar estructura de controlador PID ¿caja negra¿
      • Sintonizar controlador P/PI/PID mediante métodos heurísticos
      • Analizar impacto de las limitaciones físicas de los actuadores
    3. Práctica 3: Control de plataforma rotativa
      • Modelado de sistemas mecánicos
      • Balance de potencias, balance de energías y validación resultados simulación
      • Seleccionar actuador, sintonizar controlador PID y determinar cumplimiento de especificaciones
      • Tener en cuenta las limitaciones de los actuadores y analizar el impacto sobre el rendimiento. Implementar mecanismos anti-windup, implementar control de 2 grados de libertad y control de posición mediante dos lazos en cascada (posición, velocidad).

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.


  • Bibliografía

    Bibliografía básica:

    • Apuntes propios.
    • PID controllers: theory, design, and tuning. Karl Aström y T. Hägglund, 2ª Edición, Editorial The American Society for Measurement and Control. 1995.
    • Feedback Systems: An introduction for Scientists and Engineers, Karl Aström y Richard M. Murray, Princeton University Press. 2008. También disponible en Internet en http://www.cds.caltech.edu/~murray/books/AM05/pdf/am08-complete_22Feb09.pdf
    • Modern Control Systems. Richard C. Dorf, Robert H. Bishop, 13º Edición, Edición Global. Pearson. 2017.

    Bibliografía complementaria:

    • Control PID avanzado. Karl Aström y T. Hägglund. Pearson Educación. 2009.
    • PID Control: New Identification and Design Methods. J. Crowe. Springer London. 2005.

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Idiomas

castellano

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Lugar de impartición

Aulario y laboratorio de Automática

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