Prozesu Kimikoen Kontrola (PKK) irakasgaiaren helburua prozesu kimiko industrialen kontrol automatikoaren inguruko oinarrizko ezagutzak ahalbidetzea da. Horrela, behin prozesuen kontrolaren inguruko oinarrizko ezagutzak Ingeniaritza Kimiko Industrialeko Graduko 2. Mailako “Automatismoak eta Kontrola” irakasgaian lortu ondoren, irakasgai hau prozesu kimikoen kontrol automatikoan oinarritzen da.



Hein handi batean, irakasgaiaren ikuspegia esperimentala da. Klase teorikoetan, prozesu kimikoak kontrolatzeko oinarri teorikoak lantzen dira, eta oinarri horiek gelako praktiken bidez finkatzen dira problema eta galderak ebatziz. Laborategiko praktiken kasuan, instalazio kimikoetan ohizkoak diren aldagaien kontrola aztertzen da (emari edo erreaktore bateko tenperatura, depositu batean dagoen likidoaren maila, emari bolumetrikoa, pH-a edo gas batek eragindako presioa, besteak beste). Irakasgai honek lotura zuzena du "Erreakzio Kimikoaren Ingeniaritza" irakasgaiarekin (Ingeniaritza Kimiko Industrialeko Graduko 3. maila), irakasgai honetan sistema zinematiko-kimikoak eta erreaktore kimikoak ikasten baitira. Izan ere, kasu askotan, azken hauen magnitude deskribatzaileren bat automatikoki kontrolatu behar izaten da, esaterako erreaktore barruko disoluzioaren tenperatura edo pH-a.



Horrez gain, PKK-k lotura estua du "Banakako eragiketak" irakasgaiarekin (Industria Ingeniaritza Kimikoko Graduko 3. maila), non sedimentazio, iragazte, bero-truke, destilazio eta abarren prozesuak aztertzen diren. Prozesu horietan ere, aldagairen baten kontrol automatikoa behar izaten da, adibidez, depositu batean dagoen likidoaren maila edo hodi batean dabilen emari bolumetrikoa.



Era berean, prozesu kimikoen kontrola modelatzea eta simulatzea "Prozesu Kimikoen Simulazioa eta Optimizazioa" irakasgaiarentzat (Industria Ingeniaritza Kimikoko Graduko 3. maila) interesgarria den azterketa-kasua izanik, irakasgai hori ere prozesu kimikoen kontrolarekin lotuta dago.

GAITASUN ESPEZIFIKOAK.



Jarraian, irakasgai honen gaitasunak aurkezten dira, modulu-gaitasun zehatzen bidez definituak (TEQI):



(https://www.ehu.eus/es/web/graduak/grado-ingenieria-quimica-industrial-alava/verificacion-seguimiento-y-acreditacion?p_redirect=descargaFichero&p_cod_proceso=egr&p_tipo=MEMORIA&p_cod_titulo=88&p_anyo_acad=)



1. Prozesu kimikoen simulazio-, kontrol- eta instrumentazio-prozedurak diseinatu, kudeatu eta jarduteko gaitasuna. TEQI4-rekin erlazionatua.



2. Metodologia zientifikoaren berezko estrategiak aplikatzea: egoera problematikoa kualitatiboki eta kuantitatiboki aztertzea; ingeniaritza kimikoak prozesuen kontrolaren esparruan dituen arazoak konpontzeko hipotesiak eta soluzioak planteatzea. TEQI8-rekin erlazionatua.



3. Industria ingeniaritzaren arloko ezagutzak, prozedurak, emaitzak, trebetasunak eta alderdiak behar bezala komunikatzea prozesu kimikoen kontrolari dagokionez, berariazko hiztegia eta terminologia eta bitarteko egokiak erabiliz. TEQI9-rekin erlazionatua.



4. Neurketak, kalkuluak, azterlanak, txostenak eta antzeko beste lan batzuk egitea. TEQI12-rekin erlazionatua.





IRAKASKUNTZA EMAITZAK



Gaitasun hauek ikasgaiaren berariazko ikaskuntza-emaitzen irismenaren bidez adierazten dira. Hauek dira emaitzak:



Irakaskuntza emaitza teorikoak



1. Prozesu kimiko baten atzeraelikatutako kontrol-sistema baten egitura, haren osagaiak eta bloke-diagramen bidezko irudikapena ezagutzea.



2. Transferentzia-funtzioaren eta bloke-diagramaren kontzeptuak ezagutu eta aplikatzea.



3. Prozesu kimikoen eredu matematikoak dagozkien transferentzia-funtzioekin erlazionatzea.



4. Lehen eta bigarren mailako sistemen, eta denbora hila duten sistemen dinamika deskribatzea.



5. Berrelikadura bidezko kontrol-sistemetan aplikatutako kontrolagailu-motak eta kontrol-ekintza bakoitzaren erantzun-mota ezagutzea.



6. Prozesu kimiko baten atzeraelikadurazko kontrol-sistemaren erantzun iraunkorra aztertzea.



7. Begizta itxiko kontrol-sistemen egonkortasuna aztertzea.



8. Prozesu kimikoei dagozkien kontrol-sistemetan erabiltzen diren oinarrizko tresnak ezagutzea.





Irakaskuntza emaitza praktikoak



1. Tanke irabiatu jarraitu batean dagoen disoluzio baten pH-aren erregulazioa aztertzea, atzeraelikadura bidezko kontrol-sistema automatiko baten bidez, kontrol proportzionalean oinarrituta.



2. Prozesu kimikoen kontrol automatikoaren oinarriak aplikatzea tanga batean dagoen likido baten maila tresna analogikoen bidez kontrolatzeko. Mailaren kontrolerako begizta itxiko kontrol konfigurazio bat ezartzea, kontrol proportzionaleko (P), proportzionaleko + integraleko (PI) eta proportzionaleko + integraleko + deribazioko (PID) ekintzak dituena instrumentazio analogikoa erabiliz. Erabiltzen den tresneriaren funtzionamendua eta kontrol-maniobrako zirkuituko seinaleen transmisioa ezagutzea. Irabazi-konstantearen, denbora integraleko konstantearen eta deribazio-denborako konstantearen efektuak aztertzea.



3. Prozesu kimikoen kontrol automatikoaren oinarriak aplikatzea tanga batean dagoen likido baten maila tresna analogikoen bidez kontrolatzeko. Mailaren kontrolerako begizta itxiko kontrol konfigurazio bat ezartzea, kontrol proportzionaleko (P), proportzionaleko + integraleko (PI) eta proportzionaleko + integraleko + deribazioko (PID) ekintzak dituena kontrol digitala erabiliz. Erabiltzen den tresneriaren funtzionamendua eta kontrol-maniobrako zirkuituko seinaleen transmisioa ezagutzea. Irabazi-konstantearen, denbora integraleko konstantearen, deribazio-denborako konstantearen eta laginketa -aldiaren efektuak aztertzea.



4. Prozesu kimikoen kontrol automatikoaren oinarriak tanga baten barruko tenperatura kontrolatzeko aplikatzea, kontrolagailu digital industrial baten bidez. Airearen tenperatura kontrolatzeko sistema baten begizta itxiko kontrolaren konfigurazioa ezartzea, kontrol proportzionaleko (P), proportzionaleko + integraleko (PI) eta proportzionaleko + integraleko + deribazioko (PID) ekintzekin. Kontrolatzaile komertzial baten funtzionamendua eta programazioa ezagutzea. Ziegler eta Nichols muga-zikloaren metodoaren bidez, kontrolatzaile komertzial baten sintonizazioarekin esperimentatzea. Irabazi-konstantearen, denbora integraleko konstantearen eta deribazio-denboraren konstantearen efektuak aztertzea.



5. Prozesu kimikoen kontrol automatikoaren oinarriak aplikatzea aire konprimituko depositu bateko presioa kontrolatzean, kontrolagailu digitalen bidez. Sistemaren dinamika modelizatzea, prozesua ordezkatuko duen transferentzia-funtzioa lortuz. P eta PI kontrol-ekintzak dituen presio-kontroleko sistema baten begizta itxiaren kontrol-konfigurazioa ezartzea.



6. Prozesu kimikoen kontrol automatikoaren oinarriak aplikatzea ur-emari baten tenperatura kontrolatzeko. Sistemaren dinamika modelizatzea, prozesua ordezkatuko duen transferentzia-funtzioa lortuz.

Jarraian, eduki teorikoei eta laborategiko praktikei dagozkien gaien zerrenda azaltzen da. Eduki horiek bat datoz aurreko ataleko ikaskuntzaren emaitzekin:



Eduki teorikoak



1. Gaia. Prozesu kimikoen kontrolaren hastapenak.

2. Gaia. Kontrol sistemak aztertu eta diseinatzeko oinarri matematikoak.

3. Gaia. Kontrol sistemen irudikapen sinplifikatua. Eredu grafikoak.

4. Gaia. Lehen mailako sistema dinamikoak.

5. Gaia. Bigarren mailako sistema dinamikoak.

6. Gaia. Atzera elikadura bidezko kontrola: PID kontrolagailuak.

7. Gaia. Erregimen iraunkorreko sistemen erantzuna aztertzea.

8. Gaia. Begizta itxiko transferentzia funtzioak: egonkortasun kontzeptua.

9. Gaia. Prozesu kimikoen instrumentazioa.



Laborategian garatu beharreko eduki praktikoak



1. Jarduera. pH-aren erregulazioa tanga irabiatu jarraituko erreaktore batean.

2. Jarduera. Depositu batean dagoen uraren maila erregulatzea, prozesuaren irteeran serbobalbularen irekiera-maila kontrolatuz.

3. Jarduera. Tanga batean dagoen likidoaren maila erregulatzea, betetze-ponpa kontrolatuz.

4. Jarduera. Depositu bateko airearen tenperatura erregulatzea.

5. Jarduera. Presioaren erregulazioa aire konprimitutako biltegi batean.

6. Jarduera. Emari likido baten tenperaturaren erregulazioa.

JARDUERA PRESENTZIALAK



Aurreko ataleko edukiak garatzeko eta, ondorioz, ikaskuntza emaitzak lortzeko erabiliko den metodologia honela laburtzen da:



ESKOLA MAGISTRALAK (M) (18 h)



Prozesu kimikoetan aplikatutako atzeraelikadurazko kontrolaren oinarri teorikoak garatzea.



IKASGELAKO PRAKTIKAK (GA) (18 h)



Eskola magistraletan garatutako oinarri teorikoen edukiei buruzko galderak eta problemak ebaztea.



LABORATEGIKO PRAKTIKAK (GL) (24 h)



Jarduera praktiko bakoitza ekipo esperimental bati dagokio, eta praktikak egiteko, ikasleek, bizpahiru laguneko taldetan banatuta, ekipo esperimental desberdinetan txandakatuko dira. Jarduera bakoitzean sartzen dira:



Praktikaren gidoia aztertzea, zalantzak argitzea, oinarri teorikoak berrikustea eta egin beharreko esperimentazioari buruzko orientabideak ematea.



Praktikaren zati esperimentala egitea, kalkuluak egitea eta datuen tratamendua barne, bai eta emaitzak eta ondorioak eztabaidatzea ere.



Praktikaren txostena egitea eta aurkeztea. Emaitzak eta ondorioak bateratzeko jarduerak.



TUTORETZAK



Tutoretzak, banakakoak nahiz taldekakoak, Banakako zein taldeko tutoretzak zalantzak argitzeko, lanak eta arazoak bideratzeko, ikasleen egoera ebolutiboa irakasgaiaren barruan kokatzeko, errendimendu akademikoa handitzeko hobekuntzak proposatzeko, etab. Erabiltzen dira. Oro har, borondatezko jarduera da (banakakoa edo kolektiboa) eta ikasleek eskatuta egiten da.



JARDUERA EZ-PRESENTZIALAK (90 h)



Ikaslearen etengabeko lana ezinbestekoa da ikasgaiaren gaitasunak garatzeko. Idatzizko probak prestatzeaz gain, ikasleek irakastordu ez-presentzialak eskaini beharko dituzte:



o Apunteak osatzea, bibliografia kontsultatzea eta kasu batzuetan entregatzekoak izan daitezkeen problemak ebaztea.



o Laborategiko saioak prestatzea eta dagokion txostena eta aurkezpena prestatzea.



*Osasun-egoerak irakaskuntza ez-presentziala egitera behartzen badute, UPV/EHU-k dituen baliabide informatikoak erabiliko dira (Teams, eGela, etc.).

• Ebaluazio Jarraituaren Sistema
• Azken Ebaluazioaren Sistema
• Kalifikazioko tresnak eta ehunekoak:
  • Garatu beharreko proba idatzia (%): 60
  • LABORATEGI PRAKTIKAK (%): 40

EBALUAZIO JARRAITUA



Idatzizko froga (amaierako kalifikazioaren % 60)



Laborategi praktikak (amaierako kalifikazioaren % 40), ondoren adierazten den bezala baloratuko direnak:



- Ahozko azterketa (aurkezpenak): % 40

- Idatzizko azterketa: % 25

- Laborategiko txostenak: % 25

- Praktikak egitea (jarrera eta gaitasuna laborategian): % 10





IRAKASGAIA GAINDITZEKO BALDINTZAK



- Ebaluazio-jarduera bakoitzean (idatzizko proba eta laborategiko praktikak) 10etik ≥4 puntu lortzea.



- Laborategiko praktika-saio guztiak egitea. Nahitaez entregatu behar dira irakasleriak eskatutako praktiken txosten guztiak.



- Laborategiko praktiken ebaluazio-atal bakoitzean 10etik ≥4 puntu lortzea: idatzizko azterketa, ahozko azterketa (aurkezpenak), praktiken txostenak eta laborategiko praktikak egitea.



- Amaierako kalifikazioan ≥5 lortzea (idatzizko probari eta laborategiko praktikei dagozkien kalifikazioen batez besteko ponderatu gisa kalkulatua).



Baldintza horietakoren bat betetzen ez duten ikasleei 4.0 kalifikazioa jarriko zaie (gehienez ere) dagokien aktan, lortutako azken kalifikazioa edozein dela ere.



*Osasun-egoerak ebaluazio ez-presentziala egitera behartzen badute, UPV/EHUk dituen baliabide informatikoak erabiliko dira (Teams, eGela, etab.). Ebaluazio ez-presentzial horren ezaugarriak eGelan argitaratuko lirateke.



DEIALDIARI UKO EGITEA



Idatzizko probara aurkezten ez diren ikasleak "Ez Aurkeztua" gisa agertuko dira dagozkien aktan.



AMAIERAKO EBALUAZIOA



UPV/EHUko araudian ezarritako baldintzak betetzen dituzten eta horretarako ezarritako epearen barruan azken proba egiteko eskatzen duten ikasleek (II. kapitulua, Euskal Herriko Unibertsitateko Gobernu Kontseiluaren 2016ko abenduaren 15eko Erabakiaren 8. artikulua, zeinaren bidez onartzen baita hurrengo titulazio ofizialetako ikasleen ebaluazioa arautzen duen Araudia) honako jarduerak egin behar dituzte:



- Irakasgaiaren edukiek teoriko-praktikoekin erlazionatutako idatzizko froga, azken kalifikazioaren % 100 balio duena.



IRAKASGAIA GAINDITZEKO BALDINTZAK (AMAIERAKO EBALUAZIOA)



Azken kalifikazioan ≥5 puntu lortzea



*Osasun-egoerak ebaluazio ez-presentziala egitera behartzen badute, UPV/EHUk dituen baliabide informatikoak erabiliko dira (Teams, eGela, etab.). Ebaluazio ez-presentzial horren ezaugarriak eGelan argitaratuko lirateke.



DEIALDIARI UKO EGITEA



Azken probara aurkezten ez diren ikasleak "Ez Aurkeztua" gisa agertuko dira dagozkien aktan.

Ezohiko deialdian ikasleek hurrengo aukeren artean hautatu beharko dute:





• Ohiko Deialdian lortutako emaitzei baldintzatutako proba, ezaugarri hauek dituena:



o Ikasleak laborategiko praktiketan izan duen nota edozein dela ere, idatzizko frogan <4 lortu

badu, Ezohiko Deialdian irakasgaiaren eduki teorikoekin lotutako idatzizko froga baten bidez

ebaluatu ahal izango da. Kasu honetan, Ezohiko Deialdiko idatzizko frogak azken notaren % 60ko

pisua du.



o Ikasleak idatzizko frogan izan duen kalifikazioa edozein dela ere, laborategiko praktiketan <4

lortu badu, Ezohiko Deialdian laborategiko azterketa praktiko baten bidez ebaluatu ahal izango

da. Kasu honetan, laborategiko azterketa praktikoak azken notaren % 40ko pisua du.



o Ikasleak idatzizko frogan izan duen kalifikazioa edozein dela ere, laborategiko praktiketako

"praktikak egitea", "laborategiko txostenak" eta "ahozko azterketa" ataletan ≥4 lortu badu baina

"Idatzizko azterketa"-n <4-ko kalifikazioa baldin badu, Ezohiko Deialdian laborategiko praktikei

lotutako idatzizko azterketa baten bidez ebaluatu ahal izango da. Kasu honetan, laborategiko

praktiken idatzizko azterketak praktiken % 25eko pisua du (azken notaren % 10).



• Irakasgaiaren eduki teoriko-praktiko guztiekin erlazionatua dagoen idatzizko proba, irakasgaiaren azken kalifikazioaren % 100 balio duena.



IRAKASGAIA GAINDITZEKO BALDINTZAK



Ohiko Deialdian lortutako emaitzei baldintzatutako probaren kasuan, Ezohiko Deialdian egindako probaren kalifikazioan (irakasgaiaren eduki teorikoekin lotutako idatzizko froga, laborategiko azterketa praktikoa edo laborategiko praktikei lotutako idatzizko azterketa) ≥4 puntu lortu.



Azken kalifikazioan ≥5 puntu lortzea (baldintzatutako probaren kasuan, idatzizko froga eta laborategiko praktiken batez besteko haztatuta bezala kalkulatzen da).



*Osasun-egoerak ebaluazio ez-presentziala egitera behartzen badute, UPV/EHUk dituen baliabide informatikoak erabiliko dira (Teams, eGela, etab.). Ebaluazio ez-presentzial horren ezaugarriak eGelan argitaratuko lirateke.



EZOHIKO DEIALDIARI UKO EGITEA



Azken probara aurkezten ez diren ikasleak "Ez Aurkeztua" gisa agertuko dira dagozkien aktan.

Laborategi praktiketarako beharrezkoa izanen da:

- Laborategiko bata.

- Laborategiko koadernoa edota euskarri informatiko baliokidea.

- Irakasgaiko arduradunak aldez aurretik eskuragai jarritako praktiketako gidoiak, non praktiken hurrengo informazioa biltzen den:
o Helburuak.
o Erabiliko den ekipoaren deskribapena.
o Praktikaren prozedura eta txostena burutzeko argibideak (egindako praktikaren inguruko galderak barne).

Oinarrizko bibliografia

Control Automático de Procesos; Smith, C. A. y Corripio, A. B. Ed. Limusa México, 1995.



Control e Instrumentación de Procesos Químicos; Ollero de Castro, P. y Fernández Camacho, E. Ed. Síntesis, Madrid, 1997.



Chemical Process Control; Stephanopoulos, G; Ed. Prentice Hall. New Jersey, 1987.

Gehiago sakontzeko bibliografia

Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers; Luyben, W.L.. Ed. McGraw-Hill, New York, 1990.