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