Automatització per Fluids

ENGINYERIA INDUSTRIAL
AUTOMATITZACIÓ
PER FLUIDS
Guia de l’assignatura
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25090 Automatització per Fluids. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A. de data 8/06/05
1
Crèdits: 6
Crèdits ECTS: 4,8
Tipus OPTATIVA
Coordinador: : Esteve Codina Macià (ecodina@mf.upc.edu
Altres Professors: Miquel Torrent (miquel.torrent@upc.edu)
Departament: : Mecànica de Fluids
Presentació
Coneixements previs
Ès imprescindible que l’alumne hagi adquirit els coneixements bàsics que s’imparteixen a les
assignatures de Mecànica de Fluids i Enginyeria tèrmica i de fluids
Camps professionals
Els coneixements adquirits el capaciten per a participar en totes i cadascuna de les fases de
concepció, disseny i càlcul de instal·lacions, i components oleohidràulics i pneumàtics, per la qual
cosa s'afavoreix la seva formació i la integració en departaments tècnics o de desenvolupament de
nous productes dels diferents sectors industrials (Automació, Automoció; Equips Industrials,
Aeromecànic i d’aviònica; Sistemes de Regulació i Control Automàtics; etc.
Relació amb altres assignatures
Projectes ICT mecànics
Objectius generals
Capacitat tècnica en l’àmbit de la seva especialitat
•
•
Conèixer els fonaments científics
Saber utilitzar la tecnologia i l’enginyeria necessària , en particular per:
-Valorar els avantatges i els inconvenients de l ’ús de la potencia fluida (oleohidràulica i
pneumàtica)
-Ser capaç d’identificar els diferents elements que composen els sistemes de
transferencia d’energia oleohidraulics i pneumàtics.
-Saber representar esquemes amb simbologia. Utilització de software per la seva
representació i posterior simulació.
-Ser capaç de dissenyar una instal·lació oleohidràulica o pneumàtica per materialitza el
accionament d’una maquina o un mecanismes.
Capacitat d’actuació professional
• Analitzar situacions concretes, definir problemes, prendre decissions i implementar plans
d’actuació en la recerca de solucions.
• Aplicar coneixements adquirits a situacions reals, gestionant adequadament els recursos
disponibles, tenin cura del impacte ambiental (recuperació energia, soroll, contaminació per
fluids, etc)
• Interpretar estudis, informes, dades, normativa, i directives europeas (cicle de vida, seguretat,
etc).
• Seleccionar i manejar les fonts d’informació
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25090 Automatització per Fluids. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A. de data 8/06/05
•
•
•
2
Utilitzar les eines informàtiques existents com a suport
Treballar en equip multidisciplinar
Valorar la formació integral, la motivació personal, la mobilitat
Capacitat de comunicació
• Entendre i expressar-se amb la terminologia adequada
• Discutir i argumentar en fòrums diversos.
Capacitat de transferència tecnològica.
• Analitzar i valorar les implicacions medi-ambientals en la seva activitat professional.
• Analitzar i valorar les implicacions socials i ètiques de l’activitat professional.
• Tenir un esperit crític i innovador.
• Reciclar-se en els nous avenços tecnològics mitjançant un aprenentatge continu.
Temari
Mòdul 1 Introducció
Tema 1
1 (hores)
Els sistemes de transferència d’energia per fluids (aire/pneumatica i oli/oleohidraulica)
Punts forts i punts febles d’aquestes tecnologies
Mòdul 2 Fluids (aire i oli)
Tema 2
Propietats dels fluids (viscositat, compresibilitat, etc)
Tema 3
Filtració i contaminació
Normativa ISO hores)
Mòdul 3 Sistemes bàsics
Tema 4
Coneixements bàsics sobre sistemes pneumàtics
Tema 5
Coneixements bàsics sobre sistemes oleohidráulics
Mòdul 4 Components fonamentals
Tema 7
Compressors
Tema 8
Bombes de desplaçament volumètric positiu (engranatges, paletes i pistons)
Tema 9
Elements de regulació i control. Vàlvules
Tema 10
Elements de acondicionament i magatzematge de fluids
Mòdul 5 Disseny i simulació de circuits
Tema 11
Predisseny de circuits bàsics
Tema 12
Simulació del comportament dinàmic de circuits bàsics
Software PneuSim, OleoSim, fpBath, 20Sim, etc
Mòdul 6 Introducció a la oleohidráulica i pneumatica proporcional
Tema 11
2 (hores)
2 (hores)
10 (hores)
10 (hores)
2 (hores)
2 (hores)
4 (hores)
2 (hores)
10 (hores)
10 (hores)
2 (hores)
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25090 Automatització per Fluids. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A. de data 8/06/05
3
Servovalvules i valvules proporcionals
Tema 12
Sistemes proporcionals. Comportament dinamics
3 (hores)
Objectius específics dels mòduls
Metodologia de treball
La metodologia de las classes teòriques és de tipus magistral (45 hores - 3 hores/setmana),
utilitzant la expressió oral i la representació gràfica convencional i multimedia. Els coneixements
teòrics es transmeten de forma clara i ordenada segons la programació. Tots els esforços estan
orientats a la seva aplicació, es a dir, al disseny i càlcul de instal·lacions, equips i components.
La exemplificació es sempre dins el tema corresponent.
Les classes de laboratori (15 hores -1 hora/setmana) son un complement a les sessions
teòriques i s’utilitzen per motivar que l’ alumne, per iniciativa pròpia o tutelat, es plantegi la
concepció, el disseny i el càlcul d’un problema concret i real, més o menys tecnològic, amb les
eines apresses.
Activitats practiques (en les sessions de seminari/laboratori)
n
Els dissenys plantejats els estudiants son molt diversos. A títol d’exemple podem definir els
següents: sincronització de dos moviments, sistemes load sensing, circuits multiplicadors de
pressió, circuits amb acumuladors (com estalvii energia, esmorteïdor, compensacions de fuites,
etc), equilibrat hidràulic d’un pes, etc.
Organització en mòduls i temps de dedicació de l’estudiant
Temps de
Classe
Temps
d’estudi
Temps
total
Mòdul 1: Introducció
1 hores
1 hores
2 hores
Mòdul 2: Fluids
4 hores
4 hores
8 hores
Mòdul 3: Coneixements del sistemes bàsics
20 hores
20 hores
40 hores
Mòdul 4: Components
10 hores
20 hores
30 hores
Mòdul 5: Predisseny i simulació de circuits
20 hores
40 hores
60 hores
Mòdul 6: Introducció a la pneu/oleo proporcional
5 hores
15 hores
20 hores
Totals
60 hores
100 hores
160 hores
Mòdul
Materials
Bibliografia bàsica
ISO Standards Handbook , Fluid Power Systems .
McCloy &. Martin, Control of fluid power. Análisis and Design, Ed. Ellis Horwood
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25090 Automatització per Fluids. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A. de data 8/06/05
4
Claude Ducos, Oleo-Hydraulique. Recueil de schemas et de problemes, Ed. Technique et
Documentation-Lavoisier (1988)
Jacek S. Stecki & Andrzej Garbacik, Design and steady-state análisis of hydraulic control systems.
Fluid Power Net Publ. Cracow (2002)
Belforte, G, Bertetto A.M., Mazza L., Pneumatica : corso completo, Ed. Tecniche Nuove (1998)
E. Codina, S. de las Heras. Monografíes sobre components i sistemes oleohidraulics . Dept. Mecànica
de Fluids.
S. de las Heras, E. Codina. Modelización de sistemas fluidos mediante bondgraph. ISBN 84-6057035-5, Dept. Mecanica de Fluidos. (1999)
Bergadà, Josep Mª; Ripoll, Miriam; Segalas, Jordi; València, Eugeni; Oleohidràulica. Problemes
resolts. Ed. Col.lecció Virtuals UPC (1998)
Bibliografia complementària
Carulla, M. Lladonosa, V. "Circuitos básicos de neumática". MARCOMBO. 1993
Bouteille, Daniel. "Los mandos lógicos por fluidos y la automatización industrial" DOSSAT. 1971
De Groote, J.P. “Tecnologia de los circuitos hidráulicos”. Ceac 1986
Mannesmann-Rexroth “Fundamentos y componentes de la oleohidráulica” 1991
Mannesmann-Rexroth “ Técnica de válvulas prporcionales y de servoválvulas” 1991
Roquet, P. “Apuntes de técnica oleohidráulica” Roquet 1989
Avaluació
Estructura
Es fa una avaluació continuada. El nivell assolit d’aquesta es valorarà amb les qualificacions de les
proves realitzades per l’alumnat, es a dir, dues proves parcials i els treballs tutelats. Els alumnes que
superen aquesta avaluació poden optar per no fer l’examen final. En cas contrari, la avaluació total
queda complementada amb una prova final, tal com s’estableix en el següent apartat.
Algoritme
La nota final Nf, serà el màxim de les mitjanes ponderades A o B.
A = 0.75 Nef + 0.25 Npp
B = Nef
N pp = 0.35 N1p + 0.5 N2p+ 0.15 Nep
Nf : Nota final
N1p : Nota 1r parcial
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25090 Automatització per Fluids. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A. de data 8/06/05
5
N2p : Nota 2o parcial
Nep : Nota exercicis tutelats (practiques de laboratori)
Npp : Nota continua del curs
Nef : Nota examen final
Comentaris sobre les proves
Cada prova tindrà dos o tres exercicis.
Exercicis
Els exercicis seran en general més de tipus resolutiu que expositiu, i sovint es demanaran resultats
numèrics. Les dades numèriques aniran sempre expressades en unitats del SI.
Puntuació
Cada exercici es puntuarà entre 0 i 10 punts en funció de la seva dificultat i extensió. Dins de cada
exercici podrà haver-hi diferents apartats amb la seva puntuació explícita compresa entre 0 i 3 punts.
Criteris de correcció
•
Per obtenir la màxima puntuació cal:
Presentar el plantejament i el seu raonament de manera clara
Arribar al resultat numèric correcte amb unitats correctes
Presentar els gràfics indicant les escales amb unitats correctes.
Presentar els esquemes, diagrames de blocs, etc. sense ambigüitats.
•
Es valoren positivament la pulcritud, concisió, precisió i claredat en la presentació. És bo fer a
part i separar esborranys, càlculs previs, etc., del desenvolupament i resolució que es donen
per bons. Aquests, en general, només cal que incloguin comentaris concisos
Per altra banda:
•
Es penalitzen fortament de manera que poden arribar a anul·lar la puntuació en un apartat:
Els errors dimensionals i conceptuals en els raonaments.
Els resultats sense unitats o expressats en unitats no pertanyent al SI.
•
Els errors numèrics que portin a resultats raonables (p.ex. dins de l'ordre de magnitud del
resultat correcte) només es penalitzen lleument. Altres errors numèrics, com per exemple un
canvi de signe o un valor sense sentit, poden arribar a ser considerats errors conceptuals
(p.ex. una pressió absoluta negativa).
•
En preguntes encadenades no es penalitzen els errors derivats dels resultats anteriors,
sempre i quan prendre aquests com a dades no representi un error conceptual i els resultats
que se'n derivin siguin raonables.