Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos

Transcripción

1 Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos GUÍA DIDÁCTICA DEL PROFESOR Florencio Jesús Cembranos Nistal

2 1. Presentación de la guía La guía del profesor del módulo Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos ha sido elaborado teniendo en cuenta las capacidades terminales que deben conseguir los alumnos a la finalización del mismo. El conjunto de actividades, de tipo procedimental, ha de lograr que el alumno sea capaz de intervenir sobre automatismos de distintas tecnologías. Por todo ello, se destaca el carácter práctico de este desarrollo. El contenido organizador, a partir del cual deben montarse y desarrollarse las estrategias y metodologías didácticas de este módulo profesional, es: Analizar, configurar y montar circuitos de automatismos en las diferentes tecnologías: eléctrica, neumática e hidráulica. Las habilidades y contenidos que el alumno debe conseguir tienen como eje vertebrador este contenido fundamentalmente procedimental, por lo que se requiere estructurar su aprendizaje secuenciando los contenidos procedimentales e intercalando oportunamente los conceptos para que los alumnos adquieran el conjunto de conceptos y destrezas indicados en las capacidades terminales del Módulo. En esta guía se recoge el Real Decreto del 22 de diciembre de 1995, número 2045/1995 publicado en el BOE el 13 de febrero de 1996 donde se establece el título de Técnico en Instalación y Mantenimiento Electromecánico de Maquinaria y Conducción de Líneas y las correspondientes enseñanzas mínimas. La guía está dividida en 10 apartados, éstos son: Introducción al módulo. Capacidades terminales y criterios de evaluación. Orientaciones metodológicas. Índice secuencial de las unidades de trabajo: organización de los contenidos. Estructura de las unidades de trabajo del libro del alumno. Distribución temporal de las unidades de trabajo. Elementos curriculares o unidades de trabajo. Actividades, cuestiones, problemas y prácticas propuestas. Material didáctico (material y equipos didácticos). Material pedagógico de apoyo para la impartición del módulo. Se desarrollan a continuación cada uno de estos puntos. ITES-PARANINFO 1

3 2. Introducción al módulo El módulo de Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos parte del perfil del ciclo formativo de Técnico en Instalación y Mantenimiento Electromecánico de Maquinaria y Conducción de Líneas de la familia de Mantenimiento y Servicios a la Producción. Este ciclo está dividido en 12 módulos profesionales necesarios para obtener la titulación de Técnico en Instalación y Mantenimiento Electromecánico de Maquinaria y Conducción de Líneas. La duración establecida para este ciclo es de horas, incluidas 380 horas de formación en centros de trabajo (FCT), divididas en 2 cursos académicos con cinco trimestres en el centro educativo y un sexto trimestre en el centro de trabajo. El módulo de Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos, de carácter transversal, tiene una duración de 225 horas en el primer curso con una frecuencia de 7 horas semanales. 3. Capacidades terminales y criterios de evaluación En este apartado se describe la secuenciación de las capacidades terminales y sus correspondientes criterios de evaluación, recogidas del Real Decreto del título publicado en el BOE antes citado son: Capacidades terminales Criterios de evaluación Interpretar planos y especificaciones técnicas relativas a los circuitos de automatismos de tecnología eléctrica (cableados y de control por programa), neumática, electroneumática, hidráulica y electrohidráulica, identificando sus elementos. Identificar la simbología y elementos representados en el plano. Distinguir las diferentes vistas, cortes, detalles, etc., de los elementos de los distintos circuitos expresados en los planos y/o especificaciones del fabricante. A partir de un esquema representado en un plano, de una instalación de automatismos, que integre distintas tecnologías y las especificaciones técnicas de los elementos que lo forman: Describir el funcionamiento de cada sistema y su relación con el conjunto en el esquema representado. Interpretar las especificaciones técnicas para la determinación de los elementos. Relacionar los símbolos que aparecen en los planos con los elementos reales del sistema. 2 ITES-PARANINFO

4 Identificar las partes internas y externas de cada elemento mediante el empleo de vistas, cortes, detalles, etc., que aparece en los planos y en las especificaciones técnicas del fabricante. Analizar automatismos eléctricos cableados y de control por programa, identificando las distintas áreas de aplicación de los mismos y describiendo la tipología y características de los equipos y materiales utilizados en su construcción. Diferenciar las características propias de los automatismos cableados de los programados. Clasificar por su función y tipología los distintos elementos utilizados en la realización de automatismos eléctricos. Enumerar las distintas áreas de aplicación de los automatismos eléctricos, explicando la evolución de éstos desde los sistemas cableados a los programados. En un caso práctico de análisis de un equipo de control cableado y partiendo de la documentación técnica del mismo: Explicar la secuencia de mando del equipo de control. Interpretar los esquemas eléctricos, discriminando el equipo/circuito de mando del circuito de fuerza e identificando los distintos elementos que los componen. Identificar la variación en los parámetros característicos del circuito suponiendo y/o realizando modificaciones en elementos del mismo, explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen. Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos, medidas, etc.). Realizar pequeños programas para autómatas programables, dedicados al control de automatismos sencillos, utilizando el lenguaje de codificación y los equipos de programación adecuados. En un caso práctico de realización de un sencillo control automático programado de una máquina o proceso secuencial, a partir de las especificaciones funcionales y un equipo específico de control automático (autómata programable): Elaborar con precisión y claridad el diagrama de secuencia del control automático, determinando con precisión el número de entradas, salidas y elementos de programa que se van a utilizar. Codificar en el lenguaje apropiado el programa de control que cumpla las especificaciones prescritas. Depurar el programa, realizando las pruebas funcionales precisas, optimizando los recursos utilizados y la fiabilidad del mismo. Documentar adecuadamente el programa desarrollado, realizando los diagramas de secuencia oportunos (diagramas de flujo, GRAFCET, etc.) y los listados de los programas en el lenguaje utilizado (contactos, lista de instrucciones, etc.) con los comentarios correspondientes. ITES-PARANINFO 3

5 Analizar los circuitos neumáticos y electroneumáticos, identificando las distintas áreas de aplicación de los mismos y describiendo la tipología y características de los equipos y materiales utilizados en su construcción. Diferenciar las características propias de los automatismos neumáticos y electroneumáticos. Clasificar por su función y tipología los distintos elementos utilizados en la realización de automatismos neumáticos y electroneumáticos. Enumerar las distintas áreas de aplicación de los automatismos neumáticos y electroneumáticos. En un caso práctico de análisis de un automatismo electroneumático y partiendo de la documentación técnica del mismo: Explicar la secuencia de funcionamiento. Interpretar los esquemas neumáticos y electroneumáticos, discriminando el equipo/circuito de mando del circuito de fuerza, identificando los distintos elementos que los componen. Identificar la variación en los parámetros característicos del circuito suponiendo y/o realizando modificaciones en elementos del mismo y explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen. Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y de los resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos, medidas, etc.). Analizar los circuitos hidráulico y electrohidráulico identificando las distintas áreas de aplicación de los mismos y describiendo la tipología y características de los equipos y materiales utilizados en su construcción. Diferenciar las características propias de los automatismos hidráulicos y electrohidráulicos. Clasificar por su función y tipología los distintos elementos utilizados en la realización de automatismos hidráulicos y electrohidráulicos. Enumerar las distintas áreas de aplicación de los automatismos hidráulicos y electrohidráulicos. En un caso práctico de análisis de un automatismo, hidráulico o electrohidráulico y partiendo de la documentación técnica del mismo: Explicar la secuencia de funcionamiento. Interpretar los esquemas hidráulicos o electrohidráulicos, discriminando el equipo/circuito de mando del circuito de fuerza, identificando los distintos elementos que los componen. Identificar la variación en los parámetros característicos del circuito suponiendo y/o realizando modificaciones en elementos del mismo y explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen. Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y de los resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos, medidas, etc.). 4 ITES-PARANINFO

6 Configurar físicamente sencillos automatismos cableados y/o programados para control automático (eléctrico, neumático electroneumático, hidráulico y electrohidráulico), elaborando la documentación técnica necesaria para su construcción, con los medios adecuados y utilizando la representación simbólica normalizada. En un supuesto práctico de configuración de un equipo de control automático, en el que se integren las distintas tecnologías, para una pequeña máquina o proceso secuencial, y partiendo de las especificaciones funcionales y límites de coste: Interpretar las especificaciones funcionales del automatismo. Realizar al menos una configuración cableada y/o programada cercana a la relación coste-calidad establecida. Seleccionar a partir de catálogos técnico-comerciales los equipos y materiales que cumplan las especificaciones técnicas y económicas establecidas. Realizar los cálculos necesarios para la configuración del equipo. Documentar el proceso que se va a seguir en el montaje y pruebas del equipo, con los medios y en el formato adecuado: - Descripción funcional del automatismo. - Esquemas. - Listado de programas. - Pruebas y ajustes. - Lista de materiales. Realizar, a partir de la documentación técnica precisa, las operaciones simuladas de montaje, conexionado y pruebas funcionales de automatismos (eléctrico, neumático, electroneumático, hidráulico y electrohidráulico), utilizando los medios precisos y aplicando los procedimientos adecuados. En simulaciones de montaje sobre panel de automatismo, conexionado y puesta a punto de un control automático de una máquina y a partir de la documentación técnica necesaria (esquemas, lista de materiales, etc.): Distribuir los distintos elementos en el panel realizando los croquis necesarios para optimizar la disposición de los elementos y simular con la posición de los mismos su situación en la máquina. Efectuar el interconexionado físico de los elementos, asegurando una buena sujeción mecánica y una correcta conexión eléctrica. Ejecutar las pruebas funcionales en vacío de acuerdo con la documentación técnica, realizando ajustes y modificaciones para una adecuada funcionalidad del mismo y recogiendo los resultados en el documento correspondiente. Actuar en todo momento respetando las normas de seguridad personal y de los medios y materiales utilizados. ITES-PARANINFO 5

7 4. Orientaciones metodológicas En consonancia con los principios metodológicos generales que se derivan de la LOGSE, hemos de tener en cuenta que en la Formación Profesional Específica ha de aplicarse un aprendizaje significativo, para lo cual es necesario emplear un modelo constructivista. Así, atendiendo a lo expuesto en la LOGSE Artículo 34, punto 3, la metodología que a continuación se reflejará pretende promover la integración de contenidos científicos, tecnológicos y organizativos, que favorezcan en el alumno la capacidad para aprender por sí mismo y para trabajar de forma autónoma y en grupo. Dado el carácter formativo terminal del módulo y, teniendo en cuenta que el objetivo es la certificación de profesionalidad así como la inserción laboral del alumno, se han establecido los principios metodológicos desde el punto de vista práctico, sin perder como punto de mira el entorno socio-cultural, laboral y productivo. Los principios metodológicos son: 1. Los contenidos estarán dirigidos de forma que se potencie el "Saber Hacer". 2. Secuenciar el proceso de aprendizaje de forma que las capacidades sean adquiridas de forma adecuada. 3. Informar de los contenidos, capacidades terminales, criterios de evaluación, unidades de competencia, unidades de trabajo y actividades en el módulo. 4. Presentar los contenidos teóricos y prácticos de cada unidad didáctica. 5. Indicar los criterios de evaluación a seguir en cada unidad didáctica. 6. Realizar una evaluación inicial. 7. Comenzar las unidades didácticas con una introducción motivadora, poniendo de manifiesto la utilidad de la misma en el mundo profesional. 8. Presentar la documentación técnica necesaria para el desarrollo de las unidades de trabajo. 9. Realizar trabajos o actividades individuales o en grupo. 10. Llevar a cabo visitas técnicas y/o culturales. 11. Proporcionar la solución de supuestos prácticos como modelo de las actividades que hay que realizar. 12. Realizar actividades alternativas para afianzar el contenido de las unidades didácticas y unidades de trabajo. 13. Poner en común el resultado de las actividades. 14. Dar a conocer el entorno socio-cultural y laboral. 15. Fomentar estrategias que provoquen un aprendizaje y una comprensión significativa del resto de los contenidos educativos: Hechos, Conceptos, Principios, Terminología, etc. 6 ITES-PARANINFO

8 16. Utilizar el binomio teoría y práctica de forma permanente durante todo el proceso de Aprendizaje. 17. Comprobar y evaluar los conceptos, procedimientos y actitudes durante el desarrollo de las actividades. 5. Índice secuencial de las unidades de trabajo: organización de los contenidos El análisis de las capacidades terminales, criterios de evaluación y contenidos del currículo de este Módulo, junto con el contenido organizador elegido lleva a proponer una metodología en el proceso de enseñanza aprendizaje que se desarrolle alrededor de entrenadores que simulen situaciones reales de trabajo y que implique el manejo de bibliografía y documentación técnica. Una propuesta importante, para el desarrollo de las actividades que lo requieran, es el trabajo en equipo y la puesta en común de resultados, criterios, dudas, etc. Con este tipo de actividades se intenta que los alumnos aprendan a dialogar, tengan la capacidad de discernir ante una serie de opiniones e informaciones, de interpretar sus contenidos, sacar las conclusiones oportunas, etc. El Módulo se estructura en las siguientes Unidades Didácticas de contenidos, que dan cobertura a las capacidades terminales: UNIDAD DIDÁCTICA 1: Fundamentos de automatización. UNIDAD DIDÁCTICA 2: Mando y control de sistemas eléctricos. UNIDAD DIDÁCTICA 3: Autómatas programables. UNIDAD DIDÁCTICA 4: Sistemas neumáticos. UNIDAD DIDÁCTICA 5: Sistemas hidráulicos. UNIDAD DIDÁCTICA 6: Aplicación eléctrica, neumática e hidráulica. ITES-PARANINFO 7

9 FUNDAMENTOS DE AUTOMATIZACIÓN Fundamentos de automatización Componentes de un sistema de control DISEÑO DE CIRCUITOS C. Combinacionales C. Secuenciales SIS. ELÉCTRICOS Mando un control SIS. NEUMÁTICOS Componentes circuitos SIS. HIDRÁULICOS Componentes circuitos AUTÓMATAS PROGRAMABLES Prog. Lineal Prog. Estructura CAD SIMULACIÓN Circ. eléctricos Circ. neumáticos Circ. hidráulicos UNIDAD DIDÁCTICA 1: Pretende formar en la estructura básica y fundamental de los conceptos sobre automatización. El alumno empieza a situarse y a introducirse en la terminología, los principios básicos de funcionamiento, etc., de un sistema automatizado. Desde este punto de vista, el profesor debe abordar las UTs con el breve tiempo asignado para que se desarrollen en el aula las enumeraciones de conceptos y conocimientos de manera muy superficial y global. En estas UTs no se trata de que el alumno analice, sino de que identifique y relacione conceptos. UNIDAD DIDÁCTICA 2: Eminentemente experimental. Se pretende que los alumnos analicen y monten adecuadamente los dispositivos: detectores, sensores, reguladores y actuadores que configuran un automatismo eléctrico para el control de un sistema. Se instruye para realizar las medidas eléctricas fundamentales y se conectan las máquinas eléctricas más empleadas en circuitos de automatización. UNIDAD DIDÁCTICA 3. Se afronta la evolución y estructura de los autómatas programables y la programación básica de los mismos. Para fijar los conceptos de programación, en primer lugar, se desarrollan a nivel de simulación para, poste- 8 ITES-PARANINFO

10 riormente, pasar a la utilización de maquetas y dispositivos industriales reales, circuitos en los que participe el autómata como controlador. UNIDAD DIDÁCTICA 4: Se asocian componentes que funcionan con energía neumática. Basándose en este funcionamiento se montan, diagnostican y localizan averías en circuitos electroneumáticos integrándose con elementos de tecnología eléctrica e incorporando en su control el autómata programable. Para su montaje se utilizan entrenadores y se examinan situaciones que guarden una dependencia con la realidad profesional. UNIDAD DIDÁCTICA 5: Esta Unidad Didáctica es similar a la 4 pero aplicado a la hidráulica. UNIDAD DIDÁCTICA 6: En esta Unidad Didáctica el alumno deberá realizar automatismos utilizando la técnica de automatización más apropiada o utilizando varios tipos de automatización de las utilizadas. Así podrá tener parte eléctrica, neumática e hidráulica. El mando del automatismo deberá residir en un autómata programable. Además, el alumno deberá realizar planos de la instalación realizados a mano o por métodos informáticos. El plano deberá incluir la simbología correcta y los convencionalismos y normas de representación. 6. Estructura de las unidades de trabajo del libro del alumno Cada una de las unidades didácticas o capítulos del libro está compuesta por los siguientes apartados: Introducción Contenidos Objetivos. Desarrollo de los Contenidos. Problemas propuestos y actividades. 7. Distribución temporal de las unidades de trabajo Las Unidades Didácticas enunciadas hacen referencia a los siguientes capítulos del libro: ITES-PARANINFO 9

11 UNIDAD DIDÁCTICA 1: Capítulos 1, 2 y 3 UNIDAD DIDÁCTICA 2: Capítulos 4, 5 y 6 UNIDAD DIDÁCTICA 3: Capítulos 9, 10, 12 y 17 UNIDAD DIDÁCTICA 4: Capítulos 13 y 14 UNIDAD DIDÁCTICA 5: Capítulos 15 y 16 UNIDAD DIDÁCTICA 6: Actividades de los Capítulos 14 o 16. Los Capítulos 7, 8 y 11 no están directamente definidos en ninguna Unidad Didáctica aunque su estudio puede ser necesario para abordar los capítulos 10 y 12. Los Anexos I, II y III están directamente enlazados con la Unidad Didáctica 3. La distribución del tiempo asignado a cada capítulo son: Capítulo 1.- Principios de automatización. Capítulo 2.- El sistema binario. Álgebra de Boole Capítulo 3.- La tabla de la verdad Capítulo 4. Dispositivos de mando automáticos Capítulo 5.- Procedimientos para el arranque de motores Capítulo 6.- Elementos de protección y medida Capítulo 9.- Autómatas programables Capítulo 10.- Programación de esquemas cableados Capítulo 12.- Sistemas secuenciales Capítulo 13.- Elementos de neumática Capítulo 14.- Mando neumático Capítulo 15.- Hidráulica aplicada Capítulo 16.- Circuitos hidráulicos Capítulo 17.- Programación con Simatic S7 Actividades de los Capítulos 14 o 16 5 horas 5 horas 10 horas 15 horas 10 horas 10 horas 10 horas 15 horas 25 horas 10 horas 30 horas 10 horas 30 horas 15 horas 25 horas 10 ITES-PARANINFO

12 8. Elementos curriculares o unidades de trabajo Los elementos curriculares que definen cada una de las unidades de trabajo o capítulos del libro son: Capítulo 1.- Principios de automatización. Procedimientos (contenidos organizadores) Diferencias de los procesos automatizados Los principales tipos de sistemas automáticos. Las partes componentes de un sistema de control. El tipo de controlador de un proceso. Reconocimiento de los sensores de un sistema de control y determinación de la función que realizan. Actividades de enseñanza-aprendizaje Análisis, en equipos de trabajo, de los tipos de procesos automatizados en el entorno del alumno indicando sus similitudes y diferencias. Análisis y debate sobre las mejoras e inconvenientes que la automatización produce en la producción, en la calidad del trabajo, en la seguridad e higiene, en los puestos de trabajo, etc. Realización de un listado de sistemas controlados con dispositivos todo o nada y proporcionales, indicando las diferencias y similitudes que existen entre estos tipos de controladores. Conocimientos (contenidos soporte) Concepto de automatización Técnicas de automatización Automatización mecánica Automatización neumática Automatización hidráulica Automatización eléctrica Automatización electrónica Tipos de controles de un proceso Control en lazo abierto ITES-PARANINFO 11

13 Control en lazo cerrado Tipos de procesos industriales Procesos continuos Procesos discretos Procesos discontinuos o por lotes Controladores secuenciales Asíncronos Síncronos Criterios de evaluación Partiendo de un supuesto práctico describir: Los principales tipos de sistemas automáticos. Las partes componentes de un sistema de control. Las características de los procesos continuo, discontinuo y discreto. Las características básicas, utilizando diagramas de bloques, de los sistemas de control en lazo abierto y realimentados. Las características de los controladores todo o nada y sus diferencias y similitudes con respecto a los proporcionales. Capítulo 2.- El sistema binario. Álgebra de Boole Procedimientos (contenidos organizadores) Estudiar el sistema binario y las principales puertas lógicas. Conocer el álgebra de Boole como base para la realización de automatismos. Actividades de enseñanza - aprendizaje Convertir números en sistema binario al sistema decimal. Escribir números decimales en notación decimal. Representar y clasificar, con la ayuda de documentación, las principales puertas lógicas comerciales; representando sus principales características. 12 ITES-PARANINFO

14 Conocimientos (contenidos soporte) Funcionamiento digital (binario) de un sistema El sistema binario Sistemas lógicos Puerta -OR Puerta -AND Puerta -NOT El álgebra de Boole Operaciones en el álgebra de Boole Teoremas importantes del álgebra de Boole Funciones del álgebra de Boole. Criterios de evaluación Definir las principales puertas lógicas. Formular las principales leyes del álgebra de Boole. Simplificar algunas funciones utilizando los postulados del álgebra de Boole. Capítulo 3.- La tabla de la verdad Procedimientos (contenidos organizadores) Definir la tabla de la verdad y simplificar la tabla de la verdad por unos y/o por ceros. Describir los métodos de simplificación de las funciones de la tabla de verdad. En particular el método de Karnaugh. Exponer otras funciones importantes de la lógica digital: Puertas NAND, NOR y OR-EXCLUSIVA. Explicar los métodos de realización de las funciones lógicas con puertas lógicas y con contactos. Actividades de enseñanza-aprendizaje Realizar ejemplos de funciones utilizando la tabla de la verdad y realizando la simplificación de la función por los métodos del álgebra de Boole y por Karnaugh. ITES-PARANINFO 13

15 Elaborar los esquemas de las funciones utilizando las puertas lógicas y los esquemas de contactos. Conocimientos (contenidos soporte) Tabla de la verdad de una función lógica Realización de funciones lógicas Realización con puertas lógicas Realización con esquemas de contactos Otras funciones importantes Definición de sistemas combinacionales Síntesis de sistemas combinacionales. Tabla de Karnaugh. Criterios de evaluación A partir de un problema lógico: plantear la tabla de la verdad, realizar la simplificación por el método de Karnaugh, implementar la función con puertas lógicas y con esquemas de contactos. Identificar la simbología utilizada, la representación de la función y los componentes físicos necesarios para la realización práctica del problema. Capítulo 4.- Dispositivos de mando automáticos Procedimientos (contenidos organizadores) Identificación de los tipos de detectores (mecánicos, de posición, células, etc.) y transductores de variables físicas (posición, temperatura, etc.). Montaje de pequeños circuitos de control con sensores. Identificación de las especificaciones técnicas, simbología, características físicas, etc., de sensores y transductores con catálogos y documentación técnica. Medida de magnitudes eléctricas (polímetro, osciloscopio). Interpretación de esquemas básicos de componentes de automatismos con simbología normalizada. 14 ITES-PARANINFO

16 Actividades de enseñanza - aprendizaje Realización de esquemas de bloques completos sobre sistemas de control (sensores, controlador y actuadores). Análisis de diferentes tipos de sensores y obtención de sus principales especificaciones técnicas, esquemas, constitución interna, etc., utilizando manuales técnicos. Identificación de los sensores y partes del circuito acondicionador de la señal en esquemas y planos de circuitos de control y descripción de los mecanismos de funcionamiento de los sensores discretos y dispositivos mecánicos de actuación relacionando sus partes componentes, simbología, etc. Realización de montajes de pequeñas aplicaciones utilizando sensores y transductores. Análisis de los componentes de los circuitos de automatización y de sus elementos auxiliares: relé temporizado, bloques de contactos etc., e identificación de sus partes principales, modos de conexión y operación. Conocimientos (contenidos soporte) Sistemas cableados. Realización de esquemas básicos Encendido de una lámpara mediante relé Realización de automatismos básicos Automatismos con temporizadores Otros tipos de temporizadores Criterios de evaluación A partir de un esquema representado en un plano, identificar: Los distintos elementos detectores utilizados en la realización de automatismos eléctricos de control. Las funciones de cada uno de los bloques componentes de un sistema de control a partir de un esquema de bloques facilitado. La simbología y elementos representados en un plano de circuitos automatizados, el componente físico, sus terminales, conexiones, etc. El ámbito de aplicación de los transductores y los sensores discretos. Obtener las características y datos técnicos sobre transductores y sensores utilizando bibliografía y manuales técnicos y valorando la correcta interpretación de las especificaciones técnicas de cada componente. ITES-PARANINFO 15

17 Diseño de un pequeño circuito que integre una célula fotoeléctrica (o sensor discreto) para el control valorando el funcionamiento correcto, la utilización de simbología normalizada en el esquema, el acabado del cableado, etc. Capítulo 5.- Procedimientos para el arranque de motores. Procedimientos (contenidos organizadores) Identificación de los componentes utilizados en las instalaciones de automatización eléctrica y de su simbología. Elección de las protecciones en máquinas eléctricas y del tipo de arranque de motores de acuerdo a las variables indicadas por la placa de características. Regulación de velocidad y frenado en las máquinas eléctricas. Dibujo, a mano alzada, de circuitos de control de máquinas eléctricas. Conexión de circuitos de automatismos para el control de máquinas con dispositivos eléctricos. Actividades de enseñanza - aprendizaje Elaboración de cuadros resumen con los diferentes tipos de arranque, sus características y aplicaciones preferentes. Realización del conexionado en paneles de los diferentes circuitos de arrancadores identificando sus características, similitudes y diferencias. Realización del conexionado de circuitos controladores de la velocidad y el frenado de un motor analizando el diagrama de bloques del variador de frecuencia. Elaboración de dibujos de circuitos de automatización eléctrica utilizando simbología normalizada. Sustitución del cableado del circuito de control por autómatas programables en los circuitos realizados de arranque, frenado, etc., de máquinas eléctricas. Conocimientos (contenidos soporte) Arranque de un motor Corriente de arranque Procedimientos de arranque para motores asíncronos trifásicos Conexión estrella-triángulo Arranque mediante autotransformador Acción sobre el circuito del rotor Arranque por métodos electrónicos 16 ITES-PARANINFO

18 5.3.- Puesta en marcha de motores síncronos Arranque como motor asíncrono Motor asíncrono sincronizado Arranque mediante motor de arrastre Inversión de sentido de giro de los motores asíncronos Criterios de evaluación A partir de una simulación en el panel realizar: La simbología, partes componentes, vistas, cortes, detalles, características y utilidades de los diversos dispositivos instalados en los automatismos eléctricos. Las variables que aparecen en la placa de características de los diversos tipos de motores. La utilización de los datos de la placa de características para determinar el tipo de arranque, frenado y operaciones que se realicen sobre la máquina. En una aplicación práctica de conexión de circuitos de automatismos, valorar: La correcta elección de los componentes utilizados de acuerdo a las especificaciones técnicas y su clasificación según la función que realizan y tipología. Su correcta conexión secuenciada de mando del equipo de control. El funcionamiento de acuerdo a las especificaciones requeridas. La identificación de las variables de los parámetros característicos explicando y comprobando los efectos que producen cuando se modifican. La descripción del funcionamiento de cada sistema y su relación con el conjunto del circuito. Capítulo 6.- Elementos de protección y medida. Procedimientos (contenidos organizadores) Analizar los diferentes tipos de relés de protección. Diferenciar entre relés de intensidad y tensión. Conocer las características constructivas y el funcionamiento de los relés. Exponer las normas de protección del Reglamento electrotécnico de baja tensión. ITES-PARANINFO 17

19 Actividades de enseñanza - aprendizaje Análisis de las partes que forman un relé de protección: entrada, convertidor, medida, salida, accionador. Distinguir los distintos tipos de relés (electromagnéticos, inducción, térmicos, etc.) y su aplicación. Aplicar el relé correspondiente en los montajes con automatismos y arranques de motores. Realizar un cuadro resumen con los contenidos del Reglamento electrotécnico de baja tensión sobre relés de protección y puesta a tierra. Conocimientos (contenidos soporte) Diagrama de bloques de los relés de protección Características de los relés Criterios para detectar una anomalía en una instalación Características eléctricas de construcción de los relés de protección Relés de inducción Relés electromagnéticos Relés electrónicos Relés electrodinámicos Relés térmicos Relés de protección, según la magnitud eléctrica que vigilan Relé diferencial Relé diferencial para máquinas rotativas y estáticas Interruptores diferenciales Relé de tensión Relés de máxima tensión Relés de mínima tensión Relés de máxima y mínima tensión Relés de intensidad Relés de sobreintensidad con transformadores de intensidad Relés térmicos Relés térmicos diferenciales Relés de máxima intensidad electromagnética Relés de impedancia Relés de frecuencia Relés de potencia Puesta a tierra de las máquinas Protección contra contactos. 18 ITES-PARANINFO

20 6.8.- Normas del Reglamento electrotécnico de baja tensión para la puesta a tierra Tomas de tierra Líneas principales de tierra Conductores de protección Protección de las instalaciones. Criterios de evaluación Identificar cada tipo de relé por su utilización y conexionado, así como su aplicación más importante. Realizar la conexión correcta de cada tipo de relé de protección. Valorar la importancia de la normativa en relación a los relés de protección y puestas a tierra. Capítulo 9.- Autómatas programables Procedimientos (contenidos organizadores) Seguimiento de las diferentes etapas del proceso de ejecución de un programa en un dispositivo de control de lógica programada. Identificación de las equivalencias entre esquemas de contactos, esquemas de puertas lógicas y programación en lista de instrucciones (nemónicos). Actividades de enseñanza - aprendizaje Realización de diagramas de bloques sobre un sistema automatizado con sensores y actuadores tomando al PLC como elemento controlador. Elaboración de programas de circuitos combinacionales en nemónicos, esquemas de contactos y diagramas de puertas lógicas utilizando consola de programación y PC y comprobando el correcto funcionamiento de los mismos con el simulador de entradas. Realización de tablas con los códigos de errores y avisos de averías de los PLC's de que se disponga y posibles causas de los mismos. ITES-PARANINFO 19

21 Conocimientos (contenidos soporte) Definición de autómata programable Para qué se utiliza? Aspecto de un autómata La base: el sistema digital Sistemas programados. Diferencias básicas Representación de entradas y salidas Programación de contactos de apertura y cierre Instrucciones básicas Step Realización de programas a partir de funciones de Boole. Criterios de evaluación En un supuesto práctico de automatización mediante PLC describir: Los criterios para la elección de lógica cableada o programada en la realización de un automatismo y sus características propias. Las partes componentes de un dispositivo lógico programable y elementos periféricos. Diagramas de flujo que indiquen las etapas que sigue una instrucción desde que se escribe en la consola hasta que se ejecuta por el microprocesador. Capítulo 10.- Programación de esquemas cableados Procedimientos (contenidos organizadores) Programación de circuitos combinacionales en lista de instrucciones (AWL), en esquema de contactos (KOP) y en diagrama de puertas lógicas (FUP) con ayuda de consola de programación y del PC. Interpretación de los mensajes de error, diagnosis de errores y averías e identificación del estado de las variables mediante visualización de datos en la pantalla de los dispositivos. 20 ITES-PARANINFO

22 Actividades de enseñanza - aprendizaje Obtención de listados de programas en nemónico, en esquemas de contactos y en diagrama de puertas lógicas utilizando impresoras o soportes magnéticos (discos, memorias eprom). Realización de ejercicios de equivalencia entre programas de un mismo autómata para la obtención de listados nemónicos a partir de esquema de contactos o de puertas equivalentes y viceversa. Realización de ejercicios de equivalencia entre programaciones de diversos autómatas. Conocimientos (contenidos soporte) Introducción Realización de automatismos básicos Programación de temporizadores. Criterios de evaluación En supuestos prácticos sobre automatismos combinacionales: Realizar programaciones de los esquemas en listado nemónico, esquema de contactos y diagrama de puertas lógicas utilizando distintos tipos de PLC's y programando con consola y PC y valorando la correcta estructuración, la sencillez y claridad de diseño y el correcto funcionamiento. Interpretar el programa de control relacionando los diferentes subprogramas con las etapas de funcionamiento del automatismo. Capítulo 11.- Síntesis de sistemas secuenciales con autómatas. Procedimientos (contenidos organizadores) Programación de circuitos secuenciales realimentados e implementación con biestables. Programación de circuitos utilizando dispositivos de control secuencial (temporizadores, contadores, registros, instrucciones de programación aritmética, comparadores, saltos, etc.). ITES-PARANINFO 21

23 Visualización en pantalla del estado de los dispositivos programados y de los mensajes de error y averías. Obtención de los listados y esquemas programados mediante impresora y/o soportes magnéticos (disquetes, memorias eprom etc.). Actividades de enseñanza-aprendizaje Elaboración, con ayuda de la consola y de PC, de programas de circuitos secuenciales y grafcet y comprobación del funcionamiento de los mismos con el simulador de entradas. Realización de la conexión de entradas-salidas reales para el control por medio del PLC de circuitos de automatización. Realización de maquetas de circuitos simulados colocando los dispositivos sensores y actuadores y realizando su conexión. Conocimientos (contenidos soporte) Modelos de síntesis con autómatas programables Modelo de autómata de Moore Modelo de autómata de Mealy Método de programación GRAFCET Principios básicos Etapas Condiciones de transición Reglas de evolución del GRAFCET Ecuaciones lógicas Otras posibilidades de GRAFCET Elección condicional entre varias secuencias Secuencias simultáneas Salto condicional a otra etapa Acciones asociadas a las etapas Realización del programa Condiciones iniciales GRAFCET Asignación de variables al autómata Listado del programa del autómata Movimiento de vaivén de un móvil Método visual de programación Programación de contadores. 22 ITES-PARANINFO

24 Criterios de evaluación Realizar el diseño completo de programación de circuitos secuenciales a partir de la tabla de estados, valorando: La correcta simplificación y la implementación con biestables. La programación mediante consola y PC. La obtención del listado mediante impresora y en soporte magnético. En una serie de planos o circuitos programados: analizar la función de los bloques temporizador, contador, registros y funciones aritméticas identificando sus variables, simbología y la relación entre los dispositivos físicos reales y los programados. En un supuesto práctico sobre automatización de una máquina, valorar: La correcta obtención del esquema. La correcta explicación de la secuencia de mando del equipo de control. La identificación de variaciones en los parámetros característicos del circuito suponiendo y/o realizando modificaciones en los elementos del mismo y explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen. La programación correctamente estructurada en lenguaje AWL y/o grafcet. El funcionamiento de acuerdo a las especificaciones. La impresión de esquemas y listados con impresora. Capítulo 12.- Elementos de neumática. Procedimientos (contenidos organizadores) Identificación de las etapas y componentes que forman un circuito neumático. Conexión entre las distintas etapas que forman un circuito neumático. Interpretación de planos y especificaciones técnicas sobre componentes y circuitos neumáticos. Selección de los componentes de circuitos neumáticos de acuerdo a las especificaciones técnicas utilizando catálogos técnicos y comerciales Actividades de enseñanza - aprendizaje Comprobación del funcionamiento y características específicas de cada componente neumático y electroneumático a través de elementos montados que forman circuitos elementales. ITES-PARANINFO 23

25 Comparación de las características principales obtenidas en el funcionamiento del dispositivo con las especificaciones técnicas de catálogos de fabricantes de componentes neumáticos. Realización del croquis detallando las secciones y cortes de los componentes que configuran los circuitos neumáticos. Realización del dibujo de diagramas de bloques y esquemas de circuitos neumáticos (tratamiento del aire, mando y potencia en el montaje de circuitos). Realización del montaje de circuitos básicos de la actividad anterior experimentando variaciones de funcionamiento. Conocimientos (contenidos soporte) El aire comprimido. Principios fundamentales Producción del aire comprimido Compresores volumétricos Turbocompresores Accionamiento del compresor Distribución del aire comprimido Acumulador Separador Red de aire Preparación del aire Componentes neumáticos Cilindros neumáticos Cilindros de simple efecto Cilindros de doble efecto Cilindros de doble efecto con amortiguador Unidad oleoneumática Válvulas Válvulas distribuidoras Representación de las válvulas distribuidoras Estudio funcional de las válvulas distribuidoras Válvula 2/ Válvula 3/ Válvula 4/ Válvula 5/ Válvula 4/ Empleo de las válvulas distribuidoras Válvulas antirretorno Selectores de circuito. 24 ITES-PARANINFO

26 Válvulas de escape rápido Válvulas de simultaneidad Reguladores de caudal Temporizadores Accesorios. Criterios de evaluación En un supuesto práctico neumático: Identificar los componentes que configuran los circuitos neumáticos y electroneumáticos sobre planos y esquemas simbólicos describiendo sus partes componentes, funcionamiento, función del componente en el conjunto, etc. En los croquis de componentes de un circuito neumático valorar el detalle de las vistas y secciones necesarias para su identificación. Justificar que las características especificadas en los catálogos de los componentes neumáticos que forman un circuito montado concuerdan con las obtenidas en el análisis funcional del circuito: velocidad del cilindro, caudal de paso, presión aplicada, secuencia establecida. Relacionar los símbolos de carácter neumático que aparecen en los planos de sistemas automáticos con los componentes reales describiendo la función que realiza el conjunto. Capítulo 13.- Mando neumático. Procedimientos (contenidos organizadores) Configuración de circuitos electroneumáticos con cilindros de simple y doble efecto. Selección de los componentes de los circuitos electro neumáticos en catálogos técnico comerciales. Conexión de los elementos de circuitos electroneumáticos a partir de esquemas. Comprobación de los parámetros y especificaciones en un circuito electroneumático. Actuación sobre los componentes de un circuito electroneumático que alteran los parámetros de funcionamiento estableciendo la relación causa-efecto. Interpretación de planos en circuitos electroneumáticos y de las especificaciones técnicas en los catálogos. ITES-PARANINFO 25

27 Actividades de enseñanza - aprendizaje Elaboración de esquemas (según normas DIN e ISO) que respondan a condiciones de funcionamiento de circuitos y comprobación del funcionamiento de circuitos utilizando el software adecuado para la simulación. Comprobación del funcionamiento de los elementos que intervienen en el funcionamiento de un circuito electroneumático. Realización del montaje y conexionado de los elementos que conforman circuitos electro-neumáticos sobre panel: de ensayo y comprobación del funcionamiento contrastando los resultados obtenidos con las características; enunciadas y con las especificaciones sobre componentes de los catálogos técnicos y elaborando diagramas espacio-fase y espacio-tiempo en los circuitos electro-neumáticos. La resolución, conexión y verificación de circuitos deben responder a las siguientes configuraciones: Mando de cilindros de simple efecto (circuito de mando manual, circuito con detectores que limitan su recorrido, circuito con regulación de velocidad). Mando de cilindros de doble efecto (circuito con mando manual, circuito con detectores limitadores de su recorrido, circuito con válvulas de seguridad y selectoras de circuito, circuito con regulación de velocidad, circuito dependiente de los cambios de presión y circuito temporizado). Circuitos con condiciones particulares (con paro de emergencia, con opción de sistema semiautomático y automático). Conocimientos (contenidos soporte) Tipos de mandos neumáticos Instalaciones neumáticas Mando directo de un cilindro de simple efecto mediante pulsador Mando directo de un cilindro de doble efecto mediante pulsador Mando de un cilindro de simple efecto desde dos puntos distintos Mando condicional de un cilindro de simple efecto Control de la velocidad en los cilindros de simple efecto Control de la velocidad en los cilindros de doble efecto Aumento de la velocidad en los cilindros de doble efecto Mando indirecto de un cilindro de simple efecto Mando indirecto de un cilindro de doble efecto Mando condicional de un cilindro de doble efecto Mando de un cilindro de doble efecto con retroceso automático Mando automático de un cilindro de doble efecto Señales intermedias durante el avance del cilindro. 26 ITES-PARANINFO

28 Mando de un cilindro de doble efecto con anulador de señal Señales intermedias durante el avance del cilindro Electroneumática Electroválvulas Mando electroneumático Ejemplos realizados con autómatas. Criterios de evaluación En un supuesto práctico describir: Las diferencias, características propias y aplicaciones de los automatismos neumáticos y electroneumáticos. Áreas de aplicación de automatismos electro-neumáticos. El proceso para la obtención del circuito: secuencia, diagramas, cálculos de los parámetros de velocidad, presión, fuerza que transmite, etc. En un caso práctico de montaje de circuitos electro-neumáticos: Seleccionar en catálogos técnico-comerciales de elementos que cumplan condiciones y especificaciones técnicas establecidas. Aumentar el proceso que hay que seguir en el montaje y pruebas del circuito realizándolo en el formato adecuado. Representar el esquema del circuito. Comprobar el funcionamiento del circuito a nivel de simulación y de montaje sobre panel de ensayo. Obtener datos de su funcionamiento y elaborar una memoria final. Capítulo 14.- Hidráulica aplicada Procedimientos (contenidos organizadores) Identificación de las etapas principales y de los componentes que configuran los circuitos hidráulicos. Cálculo para la valoración de los parámetros fundamentales que intervienen en un circuito hidráulico. Elección de componentes para circuitos hidráulicos y especificación de sus características y designación utilizando catálogos de fabricantes de componentes hidráulicos. Montaje de circuitos hidráulicos. ITES-PARANINFO 27

29 Identificación de la simbología normalizada de los componentes de circuitos hidráulicos. Actividades de enseñanza-aprendizaje Realización de la conexión de circuitos hidráulicos siguiendo los esquemas propuestos y comprobando el caudal que envía la bomba hidráulica al circuito y la presión absorbida. Actuación sobre las válvulas que influyen en el funcionamiento del circuito comprobando las variaciones en los parámetros principales: caída de presión, caudal, presión y potencias. Realización del cálculo de factores principales que intervienen en los circuitos hidráulicos utilizando los diagramas y tablas que aparecen en los catálogos de fabricantes de componentes presiones, pérdidas de presión, velocidad del flujo, velocidad del actuador, presión a la salida de la bomba hidráulica, potencia absorbida, etc. Comparación de los parámetros principales especificados en el enunciado, en los cálculos realizados y en los datos obtenidos de catálogo. Conocimientos (contenidos soporte) Principios físicos fundamentales Magnitudes físicas Unidad de presión Transmisión de fuerza Ley de circulación Energía hidráulica Rozamiento y circulación Fluidos hidráulicos y sus principales características Viscosidad Índice de viscosidad Bombas hidráulicas. Sus tipos Bombas de caudal fijo Bombas de caudal variable Bombas de engranajes Bomba de paletas Bombas de pistones Características de las bombas y su rendimiento Instalaciones hidráulicas. 28 ITES-PARANINFO

30 Estructuración en bloques de una instalación hidráulica Depósito de aceite Filtro Manómetro Válvulas de cierre y limitadoras de presión Tuberías y conducciones Válvulas Válvulas distribuidoras 2/ Válvulas distribuidoras 3/ Válvulas distribuidoras 4/ Válvulas distribuidoras 5/ Válvulas distribuidoras 4/ Válvulas de caudal Válvulas reguladoras de presión Elementos hidráulicos de trabajo Cilindros Motores hidráulicos. Criterios de evaluación Identificar en un sistema hidráulico: Las diferencias, características propias y aplicaciones de circuitos hidráulicos y electroneumáticos. Las etapas principales que lo configuran y campos de aplicación. Funcionamiento e intervención en un circuito hidráulico. Los componentes que lo forman. En un caso práctico de circuito hidráulico montado sobre panel: Explicar su funcionamiento. Calcular la presión de funcionamiento mediante el empleo de catálogos de fabricantes. Identificar y designar en el esquema del circuito los componentes que lo forman utilizando para ello el análisis del funcionamiento de un circuito básico. Hacer un croquis de las válvulas que intervienen en el circuito montado empleando las vistas y secciones necesarias. Aplicar las normas de seguridad en la conexión y funcionamiento del circuito hidráulico. ITES-PARANINFO 29