Ficha Proyecto I.E. 2012-2013



Sistema de entrenamiento de operadores de planta.

Coordinador(a): MANUEL RODRIGUEZ HERNANDEZ
Centro: E.T.S.I. INDUSTRIALES
Nivel: Proyecto de otros grupos coordinado con el Proyecto de Centro
Palabras clave:
  • Elaboracion material docente
  • Simuladores/Laboratorios virtuales
Miembros de la comunidad UPM que lo componen
Nombre y apellidos Centro Plaza
MANUEL RODRIGUEZ HERNANDEZ E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD
SALVADOR LEON CABANILLAS E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD
FRANCISCO ISMAEL DIAZ MORENO E.T.S.I. INDUSTRIALES L.D. PRF.AYUD.DOCTOR
ANGEL SANTOS GARCIA E.T.S.I. INDUSTRIALES TITULAR UNIVERSIDAD
Lineas de trabajo principales en las que incide
  • ETSI Industriales
    • OBJ1: Mejorar la eficiencia en los procesos de adquisición de los resultados de aprendizaje por parte de los estudiantes, con especial atención a la incorporación de metodologías activas para el aprendizaje.
      • Introducción de técnicas de aprendizaje activo que mejoren la adquisición de los resultados de aprendizaje por parte de los estudiantes (aprendizaje basado en proyectos, trabajo colaborativo, casos, etc.)
Descripción del desarrollo y las fases
OBJETIVOS DEL PROYECTO

El presente proyecto se enmarca dentro del desarrollo de entornos virtuales que permiten llevar a cabo una nueva metodología de aprendizaje, más activa y cercana a situaciones reales que los alumnos luego se encuentran en la vida profesional.

El objetivo principal del proyecto es:

"Desarrollo de un entorno virtual que se comporte como una planta industrial real y que permita a los alumnos interaccionar con la misma como si estuvieran operando la propia planta".

Este entorno se suele denominar Sistema de Entrenamiento de Operadores (OTS: Operator Training System). Tiene su aplicación en diversas asignaturas de la carrera de Ingeniero Químico (tanto Grado como Máster) así como de Ingeniero Industrial (en su especialidad de Química). Algunas asignaturas en las que se emplea este entorno: Experimentación en Ingeniería Química III y IV y sus correspondientes en el grado, Tecnología Química Industrial, Simulación de procesos químicos, Control e Instrumentación de procesos químicos.

Este entorno le permitirá al alumno:

*Integrar y aplicar de forma práctica conocimientos adquiridos en varias asignaturas.

*Interaccionar con una planta y operarla viendo y analizando los modos de operación , problemas que surgen,  etc.

*Complementar la realización de prácticas, que no se pueden realizar por problemas de seguridad y/o financiación.

FASES DEL PROYECTO

El proyecto está desglosado en las siguientes fases:

F1. *Elección de la proceso industrial que formará la base del OTS. Para ello se hará una revisión de los procesos disponibles en bibliografía así como en el SRI (Stanford Research Institute) con datos de operación reales, se escogerá en función de la viabilidad de su implementación así como de la cantidad de datos disponibles.

R1. Como resultado se tendrá el proceso industrial con todos los datos necesarios para su implementación en el entorno virtual (datos de diseño y de operación de los diferentes equipos)

F2. Realización de un modelo dinámico del proceso. Este modelo se realizará con un software específico para plantas de proceso. Se realizará en primer lugar el modelo estacionario y posteriormente el modelo dinámico.

R2. Como resultado se dispondrá de un modelo dinámico operativo del proceso seleccionado.

F3. Desarrollo de la HMI (Human Machine Interface). Se desarrollará la interfaz de usuario tomando como modelo las HMIs existentes en los sistemas de control de las plantas reales. Un sinóptico del proceso con posibiidades de monitorización de variables y de actuación sobre algunas de ellas, así como alarmas, cambios de automático a manual, etc.

R3. Como resultado se dispondrá de una interfaz de usuario aplicada al proceso seleccionado.

F4. Comunicación HMI - Simulación dinámica. Esta fase realizará la comunicación entre la interfaz de usuario y "la planta real", es decir, el modelo que estará ejecutándose dinámicamente. La comunicación inicialmente se realizará en un entorno Windows utilizando los recursos del mismo.

R4. Como resultado se tendrá el Sistema de Entrenamiento de Operadores, donde un operador (alumno) puede sentarse a manejar la planta, ver la evolución de su comportamiento bajo diferentes condiciones, la influencia de diversos controles, etc..

F5. Como última fase se crearán una serie de perturbaciones para ser introducidas al proceso, el objetivo de esta fase es provocar en la planta comportamientos que se salen de la operación nominal de modo que el operador tenga que hacer frente a los mismos, lo que implica entender el efecto de los mismos en el proceso y que actuaciones provocan una acción correctiva.

R5. Como resultado se tendrá el mismo OTS que puede ejecutarse con perturbaciones (no sólo las acciones que haga el operador-alumno sino acciones imprevistas).

EVALUACION DEL PROYECTO

La evaluación del proyecto se sigue de manera casi directa de los resultados indicados anteriormente para cada una de las fases del mismo.

Se evaluarán las 5 fases según los siguientes indicadores:

E1. La evaluación se hará mediante la disponibilidad de un informe en el que se recoja toda la información del proceso seleccionado (diagrama de proceso, condiciones de operación, datos de los equipos, etc,).

E2. La evaluación se hará mediante la disponibilidad de un modelo ejecutable del proceso descrito anteriormente y que la ejecución de su simulación de los mismos resultados que los indicados en el informe anterior (se correspondan con los datos de partida).

E3. La evaluación se hará mediante la disponibilidad de una interfaz de usuario que se corresponda con el proceso anterio.

E4. La evaluación se hará mediante la disponibilidad del propio OTS como herramienta de uso final. Se dispondrá de un OTS que puede ser manejado por un operador y cuyo comportamiento se corresponde con la planta descrita inicialmente.

E5. La evaluación se hará mediante la observación de cambios imprevistos en el OTS y la posibilidad de actuación ante los mismos por parte del operador.

Como aglutinante de estas evaluaciones se realizará un informe de cada una de las fases con una descripción detallada de lo realizado en las mismas y de cómo utilizar el entorno virtual desarrollado.