TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN MECATRÓNICA

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1 TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN MECATRÓNICA HOJA DE ASIGNATURA CON DESGLOSE DE UNIDADES TEMÁTICAS 1. Nombre de la asignatura Sensores. 2. Competencias Desarrollar y conservar sistemas automatizados y de control, utilizando tecnología adecuada, de acuerdo a normas, especificaciones técnicas y de seguridad, para mejorar y mantener los procesos productivos. 3. Cuatrimestre Segundo 4. Horas Prácticas Horas Teóricas Horas Totales Horas Totales por Semana 3 Cuatrimestre 8. Objetivo de la Asignatura El alumno conformará la medición y monitoreo de variables de procesos, mediante la selección de sensores y el acondicionamiento de señal requerido en los diagramas de instrumentación, para implementar un sistema de instrumentación básico. Unidades Temáticas Horas Prácticas Teóricas Totales I. Sensores y transductores II. Acondicionamiento de señal en instrumentación III. Interpretación de planos y diagramas de instrumentación IV. Fundamentos de instrumentación virtual Totales

2 UNIDADES TEMÁTICAS 1. Unidad Temática I. Sensores y transductores. 2. Horas Prácticas 8 3. Horas Teóricas 4 4. Horas Totales 12 El alumno identificará los principios de funcionamiento de los 5. Objetivo diferentes sensores con base en la magnitud de una variable de proceso para la selección del transductor adecuado al sistema. Temas Saber Saber hacer Ser Sensores y transductores de temperatura. Definir las unidades de medida, aplicaciones y principio de operación de los instrumentos de medición para temperatura (Termopares, RTD, termistores y semiconductores). Verificar las condiciones de operación de los de temperatura (Termopares, RTD, termistores y semiconductores). Seleccionar los de temperatura requeridos en el proceso. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza Sensores y transductores de nivel Definir las unidades de medida, aplicaciones y principio de operación de los instrumentos de medición para líquidos y sólidos. (Sonda, Nivel de cristal, instrumento flotador, ultrasónico, LVDT). Verificar las condiciones de operación de los de nivel. (Sonda, Nivel de cristal, instrumento flotador, ultrasónico, LVDT). Seleccionar los de nivel requeridos en el proceso. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza

3 Temas Saber Saber hacer Ser Sensores y transductores de flujo y caudal Identificar las unidades de medida, aplicaciones y principio de operación de los instrumentos de medición para flujo y caudal. (Turbina, presión diferencial, rotámetros). Verificar las condiciones de operación de los de flujo y caudal. (Turbina, presión diferencial, rotámetros). Seleccionar los de flujo requeridos en el proceso. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza Sensores y transductores de presión Describir las unidades de medida, aplicaciones y principio de operación de los instrumentos de medición para presión. (Galgas extensiométricas, tubo de Bourdon, fuelle, piezoeléctricos). Verificar las condiciones de operación de los de presión. (Galgas extensiométricas, tubo de Bourdon, fuelle, piezoeléctricos). Seleccionar los de presión requeridos en el proceso. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza Sensores y transductores de posición y velocidad Definir las unidades de medida, aplicaciones y principio de operación de los instrumentos de medición para posición y velocidad. (LVDT, encoders, efecto Hall, potenciométricos). Verificar las condiciones de operación de los de posición y velocidad. (LVDT, encoders, efecto Hall, potenciométricos). Seleccionar los de posición y velocidad requeridos en el proceso. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza

4 Temas Saber Saber hacer Ser Sensores de proximidad Definir las unidades de medida, aplicaciones y principio de operación de los sensores de proximidad. (Inductivos, ópticos, capacitivos, ultrasónicos, magnéticos). Diferenciar las características de los sensores de proximidad (Inductivos, ópticos, capacitivos, ultrasónicos, magnéticos), de acuerdo al material y las condiciones de operación. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza Seleccionar los de temperatura requeridos en el proceso.

5 Resultado de aprendizaje Elaborará, con base en un problema planteado, un reporte de solución de caso que incluya: Tabla que relacione la variable a medir con el tipo de sensor y sus características. Diagrama que incluya una descripción funcional de los distintos sensores y su aplicación práctica. Lista de selección de sensores con base en los parámetros requeridos. Proceso de evaluación Secuencia de aprendizaje 1. Identificar las variables fundamentales de procesos. 2. Analizar los principios físicos para la medición de las variables fundamentales de procesos. 3. Relacionar los sensores con las variables de proceso. 4. Diferenciar las características de los sensores. 5. Seleccionar el sensor adecuado para el monitoreo de una variable física. Instrumentos y tipos de reactivos Ejecución de tareas Lista de verificación

6 Proceso enseñanza aprendizaje Métodos y técnicas de enseñanza Prácticas en laboratorio Análisis de casos Trabajos de investigación Medios y materiales didácticos Pintarrón Proyector digital de video Videos Equipo de cómputo Equipo de laboratorio Manuales de equipo Manuales sensores Espacio Formativo Aula Laboratorio / Taller Empresa X

7 UNIDADES TEMÁTICAS 1. Unidad Temática II. Acondicionamiento de señal en instrumentación. 2. Horas Prácticas 9 3. Horas Teóricas 3 4. Horas Totales Objetivo El alumno seleccionará el acondicionamiento de señal con base en transductores para la medición de una variable física de proceso. Temas Saber Saber hacer Ser Hoja de especificaciones técnicas de sensores Describir los parámetros de operación de los transductores con base en sus especificaciones. Comprobar los parámetros de operación de las especificaciones de los transductores. Razonamiento deductivo. Señales de comunicación estándar de instrumentación. Describir el tipo de señal estándar de transmisión (4 a 20 ma, 0 a 10 v, 3 a 15 PSI). Determinar el tipo de señal estándar adecuado para la interconexión entre los distintos elementos del sistema (neumáticos y electrónicos). Razonamiento deductivo. Acondicionamiento de señal Describir los acondicionamientos de señales para sistemas electrónicos. Utilizar un acondicionamiento de señal para un sistema electrónico. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza.

8 Resultado de aprendizaje Elaborará, con base en un problema planteado, un reporte de solución de caso que incluya: El tipo de acondicionamiento de señal requerido en función del sensor utilizado. Diagrama esquemático del acondicionador utilizado. Proceso de evaluación Secuencia de aprendizaje 1. Identificar los parámetros de operación de sensores. 2. Analizar las diferentes señales estándar de comunicación. 3. Comprender el procedimiento de acondicionamiento de señales. Instrumentos y tipos de reactivos Ejecución de tareas Lista de cotejo

9 Proceso enseñanza aprendizaje Métodos y técnicas de enseñanza Prácticas en laboratorio Aprendizaje basado en problemas Tareas de investigación Medios y materiales didácticos Pintarrón Proyector digital de video Videos Equipo de cómputo Equipo de laboratorio Manuales Catálogos de sensores Espacio Formativo Aula Laboratorio / Taller Empresa X

10 UNIDADES TEMÁTICAS 1. Unidad Temática III. Interpretación de planos y diagramas de instrumentación. 2. Horas Prácticas 6 3. Horas Teóricas 3 4. Horas Totales 9 5. Objetivo El alumno identificará la interrelación de sensores en planos y diagramas de instrumentación y control, para interpretar su funcionamiento de sus diferentes etapas. Temas Saber Saber hacer Ser Simbología y nomenclatura (ISA) de instrumentación Planos y diagramas (DTI ) Describir los símbolos e identificadores relativos a elementos primarios de medición. Identificar los elementos de un sistema de instrumentación mediante sus símbolos y nomenclatura asociadas. Interpretar la relación del símbolo y su identificador así como su función primaria en un diagrama de instrumentación. Interpretar la interrelación de elementos de un sistema de adquisición de datos, a través de planos y diagramas. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza.

11 Resultado de aprendizaje Elaborará, con base en un problema planteado, un reporte de solución de caso que incluya: La descripción de la relación de los símbolos primarios y su función, que se encuentren en un diagrama de instrumentación basado en normas estandarizadas de un sistema físico. Proceso de evaluación Secuencia de aprendizaje 1.- Identificar los símbolos relativos a los elementos primarios. 2.- Comprender el funcionamiento de los elementos primarios. 3.- Analizar el funcionamiento del proceso. Instrumentos y tipos de reactivos Ejecución de tareas Listas de cotejo

12 Proceso enseñanza aprendizaje Métodos y técnicas de enseñanza Equipos colaborativos Análisis de caso Trabajos de investigación Medios y materiales didácticos Pintarrón Proyector digital de video Videos Equipo de cómputo Equipo de laboratorio Norma ISA S5.1 Espacio Formativo Aula Laboratorio / Taller Empresa X

13 UNIDADES TEMÁTICAS 1. Unidad Temática IV. Fundamentos de instrumentación virtual. 2. Horas Prácticas 9 3. Horas Teóricas 3 4. Horas Totales 12 El alumno realizará el monitoreo de variables básicas, mediante 5. Objetivo software de simulación de instrumentos y sistemas de adquisición de datos, para visualizar el desempeño del sistema. Temas Saber Saber hacer Ser Software para instrumentación virtual Enunciar las características del software de instrumentación virtual. Seleccionar los componentes de aplicación básica de un instrumento virtual. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza. Sistema de adquisición de datos Describir las etapas y los componentes que integran un sistema de adquisición de datos. Seleccionar las etapas y características en un sistema de adquisición de datos. Monitorear variables básicas. Razonamiento deductivo, Ordenado y limpieza.

14 Resultado de aprendizaje Elaborará, con base en un problema planteado, un reporte de solución de caso que incluya: Las características del software de instrumentación virtual. Las características básicas y estructura de un sistema de adquisición de datos. Proceso de evaluación Secuencia de aprendizaje 1. Identificar las partes que componen un sistema de adquisición de datos. 2. Analizar las características del software de instrumentación virtual. 3. Analizar las características de los sistemas de adquisición de datos. 4. Comprender la estructura básica de un sistema de adquisición de datos. Instrumentos y tipos de reactivos Ejecución de tareas Listas de cotejo

15 Proceso enseñanza aprendizaje Métodos y técnicas de enseñanza Practicas en laboratorio Aprendizaje auxiliado por las tecnologías de información Solución de problemas Medios y materiales didácticos Pintarrón Proyector digital de video Videos Equipo de cómputo Equipo de laboratorio Manuales Catálogos de sistema de adquisición de datos Espacio Formativo Aula Laboratorio / Taller Empresa X

16 CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA Capacidad Identificar las características del proceso productivo considerando los aspectos técnicos y documentación, así como las necesidades del cliente, para establecer los requerimientos del sistema. Criterios de Desempeño Elabora un reporte de descripción del proceso que integre: - diagrama de bloques, - descripción de entradas y salidas, - variables y sus características, - características de suministro de energía (eléctrica, neumática), - protocolos de comunicación Estado operativo de lo preexistente con un listado de los elementos por subsistemas: - Neumáticos - Eléctricos y Electrónicos - Mecánicos - Elementos de control Necesidades del cliente en el que se identifique: - capacidades de producción - medidas de seguridad - intervalos de operación del sistema - flexibilidad de la producción - control de calidad Determina el sistema general, subsistemas y los componentes en base a los requerimientos del proceso. Seleccionar los instrumentos y elementos de control con base en los aspectos técnicos, económicos y normativos, para satisfacer los requerimientos del sistema. Realiza una Tabla comparativa de los elementos por subsistemas y selecciona los idóneos, considerando: - características técnicas - costos - disponibilidad y tiempos de entrega - garantía y soporte

17 Capacidad Instalar componentes de automatización realizando la conexión, configuración y programación necesaria, para cumplir con los requerimientos del sistema. Criterios de Desempeño Realiza la instalación de componentes de automatización, en función de: - los diagramas, - hoja de técnica de los equipos a instalar y - condiciones de seguridad. Configura los elementos que así lo requieran de acuerdo a las especificaciones del fabricante. Programa los elementos de control considerando los componentes y su configuración, generando, según corresponda: - Tablas de asignación - Diagrama de escalera, lista de comandos, entre otros. - Tablas de registros - Asignación de tiempos - Comunicación de datos a otros sistemas de acuerdo a los protocolos de comunicación Verificar la operación de los sistemas mediante pruebas técnicas, para su puesta en marcha. Diagnosticar la operación de sistemas automatizados y de control mediante instrumentos de medición e información técnica, para detectar anomalías del proceso y proponer acciones de mantenimiento. Define y ejecuta un procedimiento de arranque, operación y paro del proceso Realiza mediciones de desempeño para compararlas con los requerimientos del proyecto y registrarlos en un reporte. Aplica el procedimiento estandarizado de detección de fallas (ejemplo AMF, árbol de toma de decisiones, entre otras) Generar un informe de diagnóstico de la falla: - Nombre del equipo - Tipo de falla - Localización de la falla - Posibles causas - Resultados de las mediciones realizadas - Propuesta de soluciones (acciones de mantenimiento para corrección de falla)

18 Capacidad Ejecutar acciones de mantenimiento de acuerdo al programa establecido, para minimizar los paros en los procesos productivos. Criterios de Desempeño Realiza acciones de mantenimiento de acuerdo al programa establecido y siguiendo las condiciones de seguridad. Registra los resultados en una lista de verificación.

19 FUENTES BIBLIOGRÁFICAS Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial Antonio Creuss Sole 7ª. Edición Instrumentación Industrial. ISBN , Distrito Federal México Marcombo Harold Soisson 1980 Instrumentación Industrial ISBN X, Distrito Federal México Limusa José R. Lajara Viazcaino José Pelegrí Sabastiá 1ª edición 2007 Labview entorno gráfico de programación, labview 8.20 y versiones anteriores ISBN: Distrito Federal México Alfaomega, Marcombo Ramón Pallas Areny 4ta Edición Sensores y acondicionamiento de señal. ISBN , Barcelona España Marcombo William David Cooper 2ª. Edición Instrumentación electrónica. ISBN , Distrito Federal México Prentice-Hall Internacional. José María Ferrero Corral, Enrique Guijarro Estellés Instrumentación electrónica. Sensores. ISBN , Valencia España Universidad Tecnológica de Valencia.

20 Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial Roberto H. Bishop 2006 LabView 8, Student edition. ISBN , Austin USA Pearson Prentice Hall Enrique Mandado Pérez Instrumentación Electrónica. ISBN , Vigo. España. Marcombo.

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