Automatización y Control Industrial
(Curso Académico 2022 - 2023)

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• 12 - Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control.

• T7 - Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas.
• T9 - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

• O1 - Capacidad de análisis y síntesis.
• O6 - Capacidad de resolución de problemas.
• O8 - Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica.
• O9 - Capacidad para trabajar en equipo de forma eficaz.
• O12 - Capacidad para la motivación por el logro y la mejora continua.

• 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.
• CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

- Profesor: José Francisco Sigut Saavedra
CONTENIDOS TEÓRICOS:
TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL
En este bloque se introducen los conceptos fundamentales relativos a la automatización y al control de procesos industriales para dar al alumno una visión general de la asignatura.
TEMA 2. EL AUTÓMATA PROGRAMABLE
Definición de autómata programable. Características principales. Tipos de autómatas programables. El S7-1200 de Siemens. Arquitectura interna de un autómata programable: unidad central de proceso, memorias, interfaz de entrada/salida, alimentación. Modos de operación de un autómata programable. Ciclo de funcionamiento.
TEMA 3. PROGRAMACIÓN DE AUTÓMATAS PROGRAMABLES EN EL LENGUAJE DE ESQUEMA DE CONTACTOS (KOP)
Introducción a los lenguajes de programación de autómatas programables. El sistema Step 7. Sistema normalizado IEC 1131-3. Elementos básicos de KOP: contactos, bobinas y cuadros. Reglas para construir segmentos en serie y en paralelo. Repertorio de instrucciones del S7-1200. Metodología de programación orientada hacia las variables de estado interno. Ejemplos.
TEMA 4. SENSORES Y ACTUADORES
Definición de sensor. Características generales. Clasificación de sensores. Ejemplos de su utilización. Definición de actuador. Características generales. Clasificación de actuadores. Ejemplos de su utilización.

CONTENIDOS PRÁCTICOS:
Prácticas de programación en lenguaje KOP con autómatas S7-1200 de Siemens.

- Profesora: Marta Sigut Saavedra
CONTENIDOS TEÓRICOS:
TEMA 5. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL
Introducción. Historia del control automático. Ejemplos de sistemas de control. Diseño de sistemas de control. Sistemas en lazo abierto y en lazo cerrado.
TEMA 6. MODELADO DE SISTEMAS CONTINUOS
Introducción al modelado de sistemas continuos. Representación interna y externa. Ecuaciones diferenciales de sistemas físicos. La transformada de Laplace. La función de transferencia. Modelos de diagramas de bloques.
TEMA 7. RESPUESTA TEMPORAL Y FRECUENCIAL DE SISTEMAS CONTINUOS
Introducción a la respuesta temporal de sistemas continuos. Señales de entrada de prueba. Comportamiento de un sistema de primer orden. Comportamiento de un sistema de segundo orden. Introducción a la respuesta frecuencial de sistemas continuos. Gráficas de la respuesta en frecuencia: polares y logarítmicas. Diagramas de Bode. Especificaciones del comportamiento en el dominio de la frecuencia: frecuencia de resonancia y ancho de banda.
TEMA 8. ESTABILIDAD
El concepto de estabilidad. El criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz. Estabilidad relativa de los sistemas de control con realimentación: margen de fase y margen de ganancia.
TEMA 9. REGULADORES BÁSICOS. CONTROLADOR PID
Análisis del error en régimen permanente. Especificaciones de diseño. El controlador on-off. El controlador PID. Reglas de sintonía de controladores PID: reglas de Ziegler-Nichols.

CONTENIDOS PRÁCTICOS:
Prácticas de simulación en lenguaje MATLAB/Octave.

Actividades en inglés:
Las actividades y evaluación en inglés están contenidos dentro de las prácticas de la asignatura. La evaluación de dichas prácticas contemplará, por tanto, la evaluación del inglés en esta asignatura.
 

- Consulta bibliográfica.
- Los guiones de prácticas estarán en inglés.

La metodología docente de la asignatura consistirá en lo siguiente:
• Clases teóricas (2 horas a la semana), en las que se explicarán los conceptos y herramientas básicos del temario. Para ello se combinarán las tradicionales clases de pizarra con el uso de los medios audiovisuales disponibles, principalmente el cañón de proyección. El alumnado podrá consultar y descargarse el material relativo a la asignatura en el Aula Virtual.
• Clases prácticas (2 horas a la semana). Se distinguen 2 tipos de actividades:
o En el aula de clase (1 hora a la semana). Se realizarán problemas y ejercicios prácticos para cuya resolución el alumnado deberá aplicar los conocimientos adquiridos en las clases de teoría.
o En aula de ordenadores y/o el laboratorio (1 hora a la semana). Siempre que sea posible disponer de un aula de ordenadores adecuadamente dotada, se realizarán prácticas de simulación en las que el alumnado empleará distintas herramientas software para la resolución de problemas de automatización y control. 

En las clases prácticas de la parte de Control se empleará una metodología de “aula invertida” (flipped classroom). El alumnado dispondrá de una serie de vídeos, que irán estando visibles de forma progresiva, en los que la profesora explica cómo usar la herramienta informática (Octave) y cómo aplicarla a la resolución de problemas relacionados directamente con el control de procesos industriales. Los estudiantes deberán ver dichos vídeos y practicar con la herramienta informática en las horas de trabajo autónomo, siempre antes de asistir a la sesión de prácticas, en la que se les plantearán ejercicios relacionados con el contenido de los vídeos. 

El aula virtual se utilizará para poner a disposición del alumnado las referencias a todos los recursos de la asignatura: apuntes, bibliografía, software, material, etc.

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas o de problemas a grupo completo	35,00	0,00	35,0	[CB3], [CB2], [O6], [O1], [T9], [T7], [12]
Clases prácticas en aula a grupo mediano o grupo completo	8,00	0,00	8,0	[CB3], [CB2], [O9], [O8], [O6], [T9], [T7], [12]
Estudio/preparación de clases teóricas	0,00	40,00	40,0	[CB3], [CB2], [O1], [T7], [12]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	15,00	15,0	[CB3], [CB2], [O12], [O9], [O8], [O6], [O1], [T9], [T7], [12]
Preparación de exámenes	0,00	35,00	35,0	[CB3], [CB2], [O8], [O6], [12]
Realización de exámenes	4,00	0,00	4,0	[CB3], [CB2], [O6], [O1], [T7], [12]
Asistencia a tutorías, presenciales y/o virtuales, a grupo reducido	3,00	0,00	3,0	[CB3], [CB2], [O12], [O1], [T7], [12]
Prácticas de laboratorio o en sala de ordenadores a grupo reducido	10,00	0,00	10,0	[CB3], [CB2], [O9], [O8], [O6], [T9], [T7], [12]
Total horas
Total ECTS

Autómatas Programables. Autores: J. Balcells y J.L. Romeral. ISBN: 84-2671-089-1. Editorial Marcombo

Autómatas Programables. Entorno y Aplicaciones. Autores: E. Mandado y otros. ISBN: 84-9732-328-9 Editorial Thomson

Ingeniería de Control Moderna. Autor: K. Ogata. ISBN: 970-17-0048-1. Editorial Prentice Hall

Modern Control Systems. Autor: R.C. Dorf. ISBN: 0-201-05319-5. Editorial Addison Wesley

Sistemas de Control en Ingeniería. Autor: P.H. Lewis. ISBN: 84-8322-124-1. Editorial Prentice Hall

Teoría de Sistemas. Autores: P. Albertos y J. Aracil. ISBN: 84-2053-571-0. Editorial Prentice Hall

Apuntes de Control Automático. Autores: L. Acosta, J.A. Méndez, M. Sigut, S. Torres y G.N. Marichal. ISBN: 84-6888-018-3

• Software:
- MATLAB. Se trata de un software matemático que ofrece un entorno de desarrollo integrado (IDE) con un lenguaje de programación propio (lenguaje M). El paquete MATLAB dispone de dos herramientas adicionales que expanden sus prestaciones, a saber, Simulink (plataforma de simulación multidominio) y GUIDE (editor de interfaces de usuario - GUI). Además, se pueden ampliar las capacidades de MATLAB con las cajas de herramientas (toolboxes); y las de Simulink con los paquetes de bloques (blocksets).
- GNU Octave. Se trata de un software de distribución libre. GNU Octave es un lenguaje de alto nivel, incialmente pensado para la computación numérica. Octave proporciona una interfaz de línea de comandos para resolver problemas lineales y no lineales de manera numérica, y desarrollar otros experimentos numéricos utilizando para ello un lenguaje que en sun mayoría es compatible con Matlab.
- TIA Portal. Se trata de un software para la programación en KOP del autómata S7-1200 de Siemens.

• Hardware:
- Aula de ordenadores.
- Autómatas programables S7-1200 de Siemens.
 

La Evaluación de la asignatura se rige por el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna que la Universidad tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Verificación o Modificación vigente.

Con carácter general, la consecución de los objetivos se valorará de acuerdo a los siguientes criterios:
1. Pruebas de ejecuciones de tareas reales y/o simuladas (Prácticas): (20%)
2. Pruebas de desarrollo: (80%)

Para el cálculo de la calificación final de acuerdo a la ponderación indicada, el alumnado deberá obtener tanto en las pruebas objetivas (exámenes de teoría+problemas) como en las prácticas una nota mínima de 5 puntos sobre 10. En caso de que no se alcanzara alguno de estos requisitos, la calificación será de Suspenso.

Evaluación del 5% de inglés:
Las actividades y evaluación en inglés están contenidos dentro de las prácticas de la asignatura. La evaluación de dichas prácticas contemplará, por tanto, la evaluación del inglés en esta asignatura.

Evaluación continua (EC):
- En la modalidad de EC la asistencia a las sesiones de prácticas es obligatoria. Aquellos estudiantes que no asistan a alguna sesión de prácticas y no presenten el correspondiente justificante obtendrán en dicha práctica la calificación de 0 puntos.
- Se realizarán dos pruebas de desarrollo, ponderándose cada una de ellas con un 40% de la calificación final:

• Prueba de desarrollo 1 (parte de Automatización): se realizará a mitad del cuatrimestre
• Prueba de desarrollo 2 (parte de Control): se realizará coincidiendo con la fecha del examen de convocatoria 

- Las prácticas se ponderarán con un 20% de la calificación final, tal y como se comentó.
- En caso de que, aplicando la ponderación indicada anteriormente, la nota global sea igual o mayor que 5,0 puntos, los estudiantes no podrán presentarse a subir nota en la EU.
- Las calificaciones obtenidas en la EC, tanto en las prácticas como en las pruebas de desarrollo, se guardarán para el resto de convocatorias del curso académico.
- En relación a la EC, conforme al artículo 4.7 del REC “se entenderá agotada la convocatoria desde que el alumnado se presente, al menos, a las actividades cuya ponderación compute el 50 % de la evaluación continua, salvo en los casos recogidos en el artículo 5.5". Por lo tanto, una vez realizado cualquier conjunto de actividades cuya suma de ponderaciones alcance el 50%, supone el agotamiento de la evaluación continua de la asignatura. Una vez agotada la evaluación continua la calificación en el acta no podrá ser "No presentado".

Evaluación única (EU):
El alumnado que opte por la modalidad de EU en la primera convocatoria deberá realizar las siguientes actividades de evaluación:

• Examen de prácticas (Automatización + Control): 20% (10% cada parte)
• Prueba de desarrollo (Automatización + Control): 80% (40% cada parte)

- El alumnado que opte por la modalidad de EU a partir de la segunda convocatoria podrá realizar únicamente las actividades de evaluación que no hubiera superado ya por EC.

- Con respecto al examen de prácticas, e independientemente de que sea la primera convocatoria o convocatorias sucesivas, el alumnado debe tener en cuenta lo siguiente:

• Se realizará en horario de mañana, coincidiendo con la fecha del examen de convocatoria.
• Para poder realizarlo, los estudiantes deberán solicitarlo con un mínimo de diez días de antelación con respecto a la fecha del examen de convocatoria. 
• El examen de prácticas no está pensado en ningún caso para subir nota. Por tanto, sólo podrán solicitarlo aquellos estudiantes que no hayan obtenido la calificación de prácticas mínima exigida para aprobar la asignatura (5 puntos). En este caso, sólo deberán presentarse a la/s parte/s (Automatización y/o Control) que tengan suspendidas.

- La calificación obtenida en el examen de prácticas de la EU se guardará para el resto de convocatorias del curso.
 

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas de desarrollo	[CB3], [CB2], [O6], [O1], [12]	Dominio de los contenidos de la asignatura	80,00 %
Pruebas de ejecuciones de tareas reales y/o simuladas	[CB3], [CB2], [O12], [O9], [O8], [T9], [T7], [12]	Asistencia a las sesiones prácticas Dominio de los contenidos prácticos de la asignatura así como de las herramientas empleadas Capacidad para trabajar en equipo Valoración de una actitud participativa	20,00 %

La asignatura se desarrolla a lo largo del 2º cuatrimestre según la estructura que se expone a continuación:
• 2 horas a la semana de clases de teoría impartida en el aula de clase.
• 1 hora de problemas en el aula en grupo grande impartida en el aula de clase.
• 1 hora de prácticas de simulación y/o de laboratorio en grupo reducido impartida en aula de ordenadores a asignar (en caso de estar disponible) y en los laboratorios del Departamento de Ingeniería Informática y de Sistemas.


* La distribución de los temas por semana es orientativa, pudiendo sufrir cambios según las necesidades de organización docente.

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	Tema 1	-Presentación de la asignatura - Introducción a la automatización y al control industrial	4.00	4.00	8.00
Semana 2:	Tema 2	- Introducción al autómata programable - Ejemplos de automatización con autómatas programables	4.00	4.00	8.00
Semana 3:	Tema 3	- Programación en KOP	4.00	4.00	8.00
Semana 4:	Tema 3	- Programación en KOP - Resolución de problemas en KOP - Práctica introductoria al manejo de los autómatas S7-1200	4.00	4.00	8.00
Semana 5:	Tema 3	- Resolución de problemas en KOP - Práctica de resolución de un problema concreto con el autómata S7-1200	4.00	4.00	8.00
Semana 6:	Tema 4	- Sensores - Ejemplos del uso de sensores - Práctica de resolución de un problema concreto con el autómata S7-1200	4.00	4.00	8.00
Semana 7:	Tema 4	- Sensores y actuadores - Ejemplos del uso de actuadores - Práctica evaluable de resolución de un problema concreto con el autómata S7-1200	4.00	4.00	8.00
Semana 8:	Temas 4 y 5	- Tutoría presencial - Prueba objetiva 1 (temas 1-4) - Práctica evaluable de resolución de un problema concreto con el autómata S7-1200 - Introducción a los sistemas de control	4.00	4.00	8.00
Semana 9:	Temas 5 y 6	- Introducción a los sistemas de control - Introducción al modelado de sistemas dinámicos - Ejercicios propuestos	4.00	4.00	8.00
Semana 10:	Tema 6	- Introducción a los diagramas de bloques y su simplificación - Ejercicios propuestos - Práctica de introducción al Matlab/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Todos los grupos)	4.00	4.00	8.00
Semana 11:	Tema 7	- Estudio de la respuesta temporal de los sistemas dinámicos - Ejercicios propuestos - Práctica de introducción al Matlab/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Todos los grupos)	4.00	4.00	8.00
Semana 12:	Tema 7	- Estudio de la respuesta frecuencial de los sistemas dinámicos - Ejercicios propuestos - Realización y evaluación de la práctica de diagramas de bloques con Matlab/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Todos los grupos)	4.00	4.00	8.00
Semana 13:	Temas 8 y 9	- Estudio de la estabilidad de los sistemas lineales - Introducción a los reguladores básicos y análsis del error estacionario - Ejercicios propuestos - Realización y evaluación de la práctica de respuesta temporal con Matlab/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Todos los grupos)	4.00	4.00	8.00
Semana 14:	Tema 9	- Análisis del error estacionario - Introducción al controlador Todo-nada - Introducción al control PID - Ejercicios propuestos - Realización y evaluación de la práctica de control PID con Simulink/GNU Octave y evaluación en el laboratorio (Todos los grupos) - Tutoría presencial	4.00	4.00	8.00
Semana 15:	Semanas 15 a 16	Evaluación y trabajo autónomo del alumnado	4.00	34.00	38.00
Total			60.00	90.00	150.00