FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA MECÁNICA E INDUSTRIAL
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
Programa de la Asignatura: INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
Clave: 1807 Núm. de créditos: 8
Carrera: ING. MECANICO
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 64
Semestre: 8
Horas a la semana:
Teoría: 4 Obligatoria: SI
Prácticas: 0 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno distinguirá los elementos constituyentes de un sistema
general de medición y aplicará algunas teorías para el control de variables
físicas.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I INTRODUCCION 4
II MEDICION DE VARIABLES FISICAS 14
III CONCEPTOS BASICOS DE CONTROL 10
IV CONTROLADORES Y MODELOS MATEMATICOS 14
V CRITERIOS DE ESTABILIDAD EN EL CONTROL Y CONCEPTOS 22
BASICOS DE CONTROL DIGITAL.
64
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
SISTEMAS ELECTROMECÁNICOS
ESTADÍSTICA
ECUACIONES DIFERENCIALES
CÁLCULO II
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
ASIGNATURAS CONSECUENTES :
ROBÓTICA
DISEÑO MECATRÓNICO
SISTEMAS ELECTRÓNICOS LINEALES
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I INTRODUCCION
ANTECEDENTES:
Ninguno
OBJETIVO:
El alumno enunciará la importancia de la instrumentación
y el control y sus aplicaciones en la industria.
CONTENIDO:
I.1 Breve historia de la instrumentación y
el control y sus aplicaciones en la
industria.
I.2 Definiciones: medición, control,
instrumentación y automatización
II MEDICION DE VARIABLES FISICAS
ANTECEDENTES:
Estadística
Termodinámica
Sistemas Electromecánicos
Electrónica Industrial.
OBJETIVO:
El alumno identificará los elementos constituyentes
de un sistema general de medición y aplicará las
técnicas del manejo de datos experimentales en la
medición de variables físicas.
CONTENIDO:
II.1 Representación y manejo de datos
experimentales: Criterios para la
selección de datos experimentales,
análisis estadístico de datos,
teoría de errores, análisis de
incertidumbre, criterios de selección
de datos experimentales
II.2 Definiciones: Campo de medida, alcance,
error, precisión, zona muerta,
sensibilidad, repetibilidad, histéresis
y otras
II.3 Sistema general de medición
II.4 Clases de instrumentos: En función del
instrumento, en función de la variable
de proceso
II.5 Códigos y simbología en la identificación
de instrumentos
II.6 Transductores de: Desplazamiento, fuerza
y deformación, fotoeléctricos, etc.
II.7 Elementos primarios de: Presión, flujo,
nivel, temperatura y otras
II.8 Transmisores: neumáticos, electrónicos
y digitales
III CONCEPTOS BASICOS DE CONTROL
ANTECEDENTES:
Sistemas Electromecánicos
OBJETIVO:
El alumno explicará los conceptos básicos para la
representación de los sistemas de control lazo
abierto y cerrado.
CONTENIDO:
III.1 Elementos correctores finales:
Mecánicos, eléctricos, neumáticos e
hidráulicos
III.2 Sistemas de Control: Sistemas de
control de lazo abierto y lazo cerrado,
ejemplos de sistemas de control y efectos
de la retroalimentación
III.3 Representación de los sistemas de control
en diagramas de bloques, reglas para la
reducción de diagramas de bloques.
III.4 Reogramas
IV CONTROLADORES Y MODELADO MATEMATICO
ANTECEDENTES:
Cálculo II
Ecuaciones Diferenciales
Sistemas Electromecánicos
OBJETIVO:
El alumno representará en forma esquemática y analítica
los sistemas de control empleados en la industria.
CONTENIDO:
IV.1 Errores en estado estable en sistemas
de control
IV.2 Modos de control: Todo o nada,
proporcional, proporcional-integral,
proporcional-integral-derivativo
V CRITERIOS DE ESTABILIDAD EN EL CONTROL Y CONCEPTOS
BASICOS DE CONTROL DIGITAL.
ANTECEDENTES:
Algebra Lineal
Sistemas Electromecánicos
OBJETIVO:
El alumno conocerá las principales técnicas para
el análisis de la estabilidad en sistemas lineales
de control y se le introducirá al control digital.
CONTENIDO:
V.1 Concepto de estabilidad
V.2 Técnicas de análisis de estabilidad
V.3 Criterio de Routh
V.4 Lugar geométrico de las raíces
V.5 Análisis de respuesta en frecuencia:
Diagramas de Bode
V.6 Criterio de estabilidad de Nyquist
V.7 Implantación de controladores
V.8 Compensación de controladores
V.9 Control digital:
V.9.1 Conceptos generales sobre el
control digital.
V.9.2 Equivalencias entre sistemas
discretos y continuos.
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( )
Lecturas obligatorias ( ) Otros:
Trabajo de investigación (X)
Prácticas de taller o laboratorio ( )
Prácticas de campo ( )
Otras:
BIBLIOGRAFÍA
Texto Temas de la materia para los que se recomienda:
TEXTOS BASICOS
OGATA, K. III,IV,V
"Ingeniería de Control Moderna"
Prentice-Hall
México, 1993
CREUS, A. II,III,IV
"Instrumentación Industrial"
Alfaomega
México, 1992
CANALES, R., R., BARRERA, R. R. III,VI,V
"Análisis de Sistemas Dinámicos y Control Automático"
Limusa
México, 1980
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
KUO, B. C. III,VI,V
"Sistemas Automáticos de Control"
CECSA
México, 1991
SIROHI, R. S., RADHA KRISHNA, H. C. I,II
"Mediciones Mecánicas"
Limusa
México, 1986
MALONEY, T., J. III
"Electrónica Industrial, Dispositivos y Sistemas"
Prentice-Hall
México, 1983
HOLMAN, J. P. I,II
"Métodos Experimentales para Ingenieros"
Mc. Graw-Hill
México, 1981
DORF, R. C. III,VI,V
"Sistemas Automáticos de Control, Teoría y Práctica"
Fondo Educativo Interamericano
México, 1979
COOPER, W. D. I,II
"Instrumentación Electrónica y Mediciones"
Prentice-Hall
México, 1978