Controladores Lógicos Programables

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1 Controladores Lógicos Programables Programa sintético CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Datos básicos Semestre Horas de teoría Horas de práctica Horas trabajo Créditos adicional estudiante V El alumno aplicará controladores lógicos programables para controlar, automatizar y mantener elementos y sistemas. Objetivos Contribución al Perfil de Egreso a Desarrollar Esta materia proporciona al alumno el conocimiento para analizar, diseñar e implementar sistemas automatizados mediante Controladores Lógicos Programables. Genéricas Profesionales Razonamiento Científico-Tecnológico Comunicación en español e inglés Ético-valoral Esta asignatura contribuye a formar las competencias profesionales de: Temario Unidades Unidad 1 Unidad 2 Unidad 3 Unidad 4 Unidad 5 Unidad 6 -Elaboración de soluciones a problemas de automatización y control. -Elaboración de soluciones a problemas de manufactura automatizada. -Elaboración de soluciones a problemas de automatización de robots manipuladores. -Elaboración de soluciones a problemas de mecatrónica. proporcionando los conocimientos y las habilidades para analizar, diseñar e implementar sistemas mecatrónicos automatizados basados en Controladores Lógicos Programables. Contenidos Introducción a la automatización. Elementos eléctricos, hidráulicos y neumáticos comunes en la automatización. El controlador lógico programable. Programación básica del PLC. Programación avanzada del PLC. Redes con controladores lógicos programables.

2 Métodos y prácticas Mecanismos y procedimientos de evaluación Programa sintético Métodos Dos horas de clases prácticas en el laboratorio de Instrumentación Virtual/Cómputo y dos horas de clases prácticas en laboratorio de Automatización y Control. Se usarán las TICs en todo el curso. Prácticas Métodos Cuatro horas de clases prácticas en laboratorio de cómputo y Automatización y control. El se realizará por medio de la implementación de prácticas diseñadas por la academia de Automatización y Control y enriquecidas con las propuestas del profesor. Se realizará un proyecto final en el que se apliquen los conocimientos adquiridos en la materia, integrándolos con los conocimientos adquiridos por el alumno en otros cursos o de otras fuentes. Se privilegiará el trabajo colaborativo. Exámenes 1 Evaluación parcial departamental continua de prácticas y parciales reportes de las mismas. (Ponderación 10%) Evaluación parcial departamental escrita. (Ponderación 10%) Se hará el reporte de la calificación parcial en periodos correspondientes a 16 horas de clase. Ponderación total 20% 2 Evaluación parcial departamental continua de prácticas y reportes de las mismas. (Ponderación 10%) Evaluación parcial departamental escrita. (Ponderación 10%) Se hará el reporte de la calificación parcial en periodos correspondientes a 16 horas de clase. Ponderación total 20% 3 Evaluación parcial departamental continua de prácticas y reportes de las mismas. (Ponderación 10%) Evaluación parcial departamental escrita. (Ponderación 10%) Se hará el reporte de la calificación parcial en periodos correspondientes a 16 horas de clase. Ponderación total 20% 4 Evaluación parcial departamental continua de prácticas y reportes de las mismas. (Ponderación 10%) Evaluación parcial departamental escrita. (Ponderación 10%) Se hará el reporte de la calificación parcial en periodos correspondientes a 16 horas de clase. Ponderación total 20% 5 Proyecto de materia o integrador. Ponderación 20% Evidencias de Portafolio de evidencias a través el cual se evalúan las Desempeño competencias desarrolladas y que puede consistir de: Cuadernillo de ejercicios resueltos Reportes de prácticas Reporte de Simulaciones Documentación de diseños Reportes técnicos relacionados con la materia (escrito, fotos y/o videos) Otras que el profesor considere pertinentes. Examen ordinario Promedio de las cinco evaluaciones parciales. (100%) Examen Evaluación Departamental.

3 Programa sintético extraordinario Examen práctico de conocimientos. Examen escrito de conocimientos. Requisito: Presentación de un mínimo de 75% de los reportes de las prácticas evaluadas por el profesor del curso Examen a título Evaluación Departamental. Examen práctico de conocimientos. Examen escrito de conocimientos. Requisito: Presentación de un mínimo de 75% de los reportes de Examen de regularización Otros métodos y procedimientos Otras actividades académicas requeridas las prácticas evaluadas por el profesor del curso Evaluación Departamental. Examen práctico de conocimientos. Examen escrito de conocimientos. Requisito: Presentación de un mínimo de 75% de los reportes de las prácticas evaluadas por el profesor del curso Se privilegiará el trabajo colaborativo y se realizará evaluación continua de diseños, simulaciones y prácticas de laboratorio. Se dará espacio al constructivista. Se recomienda la realización de visitas industriales para profundizar en el de aplicaciones industriales de los conocimientos adquiridos en la materia. Bibliografía básica de referencia Textos básicos 1.- L.A. BRYAN, E.A. BRYAN. Programmable controllers. Theory and implementation. Industrial text CO. 2.- MANDADO PÉREZ, MARCOS ACEVEDO, PÉREZ LÓPEZ. Controladores lógicos y autómatas programables. Ed. Marcombo 3.- JOHN W. WEBB. Programmable logic controllers. Principles and Applications. Maxwell Macmillan international. 4.- Manuales de programación e instalación de siemens, s7-200 y s Manuales de programación e instalación de plc s Festo Textos complementarios 6.- DEPPERT W, Y STALL K. Disposotivos Neumáticos. Editorial alfomega marcombo 7.- Automatizacion electroneumática. Millan,s.Ed. Alfaomega.

4 Programa Analítico CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Semestre Horas de teoría por semana Horas de práctica por semana Horas trabajo adicional estudiante Créditos V Objetivos generales Objetivos específicos El alumno conocerá el funcionamiento de las unidades básicas que componen un sistema digital basado en microcontroladores, su programación y sus interfases, que le servirán como base para la utilización de los microcontroladores en el diseño, implementación y control de sistemas mecatrónicos. Unidades 1. Introducción a la Automatización. 2. Elementos eléctricos, hidráulicos y neumáticos comunes en la automatización. Objetivo específico Comprender la importancia de los controladores lógicos programables para la realización de tareas de automatización de sistemas y de procesos. Conocer los diferentes elementos sensores y actuadores, eléctricos, hidráulicos y neumáticos empleados en la automatización. 3. El controlador lógico Programable. 4. Programación básica del PLC. 5. Programación avanzada del PLC. 6. Redes con controladores lógicos programables. Conocer los diferentes módulos que componen los Controladores Lógicos Programables PLC, su configuración y la forma correcta de conectar un sistema basado de automatización basado en PLC. Aprender los lenguajes básicos de programación de Controladores Lógicos Programables y escribir programas básicos de control y automatización. Aprender los lenguajes y técnicas de programación avanzadas de Controladores Lógicos Programables y escribir programas de control y automatización. Aprender las diferentes topologías de redes empleadas con Controladores Lógicos Programables.

5 Contribución al Perfil de Egreso a Desarrollar Esta materia proporciona al alumno el conocimiento para analizar, diseñar e implementar sistemas automatizados mediante Controladores Lógicos Programables. Genéricas Profesionales Razonamiento Científico-Tecnológico Comunicación en español e inglés Ético-valoral Esta asignatura contribuye a formar las competencias profesionales de: -Elaboración de soluciones a problemas de automatización y control. -Elaboración de soluciones a problemas de manufactura automatizada. -Elaboración de soluciones a problemas de automatización de robots manipuladores. -Elaboración de soluciones a problemas de mecatrónica. proporcionando los conocimientos y las habilidades para analizar, diseñar e implementar sistemas mecatrónicos automatizados basados Controladores Lógicos Programables. UNIDAD 1 INTRODUCCIÓN A LA AUTOMATIZACIÓN. 4 hrs Tema 1.1 Conceptos básicos Manufactura Automatización Tema 1.2 Tipos de procesos de producción Procesos continuos Procesos por lotes Procesos discretos Tema 1.3 Sistemas de automatización Automatización fija Automatización flexible Manufactura Integrada por computadora Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida por el maestro. Se realizarán sesiones en el laboratorio de cómputo para consultar material tutorial para el curso.

6 Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y los alumnos con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas del curso, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender. Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados. UNIDAD 2 ELEMENTOS ELÉCTRICOS, HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS COMUNES EN LA AUTOMATIZACIÓN. Tema 2.1 Elementos eléctricos Circuitos con interruptores Elementos eléctricos de control Actuadores eléctricos Protecciones eléctricas Esquemas y Simbología Tema 2.2 Elementos Neumáticos Principios físicos de la neumática Elementos para el acondicionamiento del aire Válvulas distribuidoras Elementos de conmutación Válvulas de control Simbología y Esquemas de circuitos Circuitos básicos con aplicaciones prácticas Tema 2.3 Elementos Hidráulicos Principios físicos de la neumática Elementos para el acondicionamiento del aceite Válvulas distribuidoras Elementos de conmutación Válvulas de control Simbología y Esquemas de circuitos Lecturas y otros Métodos de enseñanza Circuitos básicos con aplicaciones prácticas Se recomienda leer la literatura sugerida para el curso, y las hojas de datos suministradas en línea por fabricantes de equipos eléctricos, neumáticos e hidráulicos. 10 hrs Se impartirá de manera interactiva en la sala de cómputo con ayuda de equipo multimedia. El profesor servirá como guía en el, logrando fortalecer en el alumno la capacidad de aprender a aprender. Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas de implementación en el laboratorio de Automatización y Control. UNIDAD 3 EL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE PLC. 10 hrs Tema 3.1 Introducción al PLC

7 3.1.1 Antecedentes Definición Aplicaciones Tema 3.2 Estructura del PLC El CPU La Memoria Unidades E/S Comunicación PC-PLC Tema 3.3 Instalación del PLC Conexión de elementos de entrada Conexión de elementos de salida Alimentación eléctrica de E/S, CPU y elementos de Lecturas y otros Métodos de enseñanza Expansión Se recomienda leer el manual del fabricante de PLC utilizado en laboratorio, el cual es suministrado en línea por el fabricante, así como leer la bibliografía de este curso. En línea se pueden acceder a tutoriales sobre automatización con equipos específicos. Se impartirá de manera interactiva en la sala de cómputo y en el laboratorio de Automatización y Control con ayuda de equipo multimedia y equipo de laboratorio. El profesor servirá como guía en el, logrando fortalecer en el alumno la capacidad de aprender a aprender. Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas de implementación en el laboratorio de Automatización y Control. UNIDAD 4 PROGRAMACIÓN BÁSICA DEL PLC. 16 hrs Tema 4.1 Introducción a la programación Memoria y datos en el PLC El ciclo de trabajo del PLC Tema 4.2 Instrucciones básicas de programación Instrucciones de Entrada Instrucciones de salida Banderas Temporizadores Contadores Tema 4.3 Formas de representación de un programa Diagrama de contactos Lista de instrucciones Diagrama de bloques Tema 4.4 Programas básicos con aplicaciones prácticas.

8 Lecturas y otros Métodos de enseñanza Se recomienda leer el manual del fabricante de PLC utilizado en laboratorio, el cual es suministrado en línea por el fabricante, así como leer la bibliografía de este curso. En línea se pueden acceder a tutoriales sobre automatización y programación con equipos específicos. Se impartirá de manera interactiva en la sala de cómputo y en el laboratorio de Automatización y Control con ayuda de equipo multimedia y equipo de laboratorio. El profesor servirá como guía en el, logrando fortalecer en el alumno la capacidad de aprender a aprender. Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas de implementación en el laboratorio de Automatización y Control, y elaboración de programas en los que aplique el conjunto de instrucciones aprendido. Unidad 5 Programación avanzada del PLC. 16 hrs Tema 5.1 Instrucciones avanzadas de programación Subrutinas Funciones pre-programadas Registros de corrimiento Tablas de datos Instrucciones matemáticas y lógicas Tema 5.2 Técnicas avanzadas de programación El GRAFCET Guía GEMMA Lenguajes de alto nivel Tema 5.3 Programas de aplicación práctica. Lecturas y otros Métodos de enseñanza Se recomienda leer el manual del fabricante de PLC utilizado en laboratorio, el cual es suministrado en línea por el fabricante, así como leer la bibliografía de este curso. En línea se pueden acceder a tutoriales sobre automatización y programación con equipos específicos. Se impartirá de manera interactiva en la sala de cómputo y en el laboratorio de Automatización y Control con ayuda de equipo multimedia y equipo de laboratorio. El profesor servirá como guía en el, logrando fortalecer en el alumno la capacidad de aprender a aprender. Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas de implementación en el laboratorio de Automatización y Control, y elaboración de programas en los que aplique el conjunto de instrucciones aprendido. Unidad 6 Redes con Controladores Lógicos Programables PLC. 8 hrs Tema 6.1 Introducción Topologías Modelo de Red OSI Hardware de Redes Problemas en redes de control Tema 6.2 Redes estándar Devicenet CANbus Controlnet

9 6.2.4 Ethernet Profibus Sercos Tema 6.3 Solución a problemas prácticos Lecturas y otros Se recomienda leer la bibliografía de este curso, así como el manual del Métodos de enseñanza fabricante del PLC utilizado. Se impartirá de manera interactiva en la sala de cómputo y en el laboratorio de Automatización y Control con ayuda de equipo multimedia y equipo de laboratorio. El profesor servirá como guía en el, logrando fortalecer en el alumno la capacidad de aprender a aprender. Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas de implementación en el laboratorio de Automatización y Control, e implementación de redes y elaboración de programas en los que aplique los conceptos aprendidos. Estrategias de enseñanza y Se impartirá mediante sesiones interactivas con apoyo de las TICs guiadas por el maestro. Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados. Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, los conceptos que requieran una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender. Los alumnos aprenderán a utilizar programas para simular el comportamiento de los PLC. Los trabajos de investigación y simulación de programas, y prácticas en clase tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. A través de prácticas de laboratorio dirigidas por el Maestro el alumno aprenderá a implementar automatización de sistemas mecatrónicos. Todas las estrategias de enseñanza y tendrán como objetivos, además del, que el alumno desarrolle las competencias marcadas en su perfil de egreso. Evaluación y acreditación Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño 4 semanas ( Programado ) El contenido de 16 sesiones de una hora Ponderación 20% - 10% reportes de prácticas - 10% examen escrito

10 Segundo examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño Tercer examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño Cuarto examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño Proyecto de materia o integrador Otra actividad 1 4 semanas ( Programado ) 4 semanas ( Programado ) 4 semanas ( Programado ) Al final el periodo de clase Durante todo el curso El contenido de 16 sesiones de una hora El contenido de 16 sesiones de una hora El contenido de 16 sesiones de una hora Todo o parte del contenido de la materia. Asistencia a clase Ponderación 20% - 10% reportes de prácticas - 10% examen escrito Ponderación 20% - 10% reportes de prácticas - 10% examen escrito Ponderación 20% - 10% reportes de prácticas - 10% examen escrito Ponderación 20% Requisito Otra actividad 2 TOTAL 100% Examen ordinario. Se evalúa como el Al terminar el El contenido del 100% promedio del total de evaluaciones parciales. curso curso. Examen Extraordinario. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias con un mínimo de 75% de los reportes de las prácticas evaluadas por el profesor del curso como requisito para la aprobación del examen. Evaluación Departamental. Examen práctico de conocimientos. Examen escrito de conocimientos. El contenido del curso. 100% Examen a título. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias con un mínimo de 75% de los reportes de las prácticas evaluadas por el profesor del curso como requisito para la aprobación del examen. Evaluación Departamental. Examen práctico de conocimientos. Examen escrito de conocimientos. Examen de regularización. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se El contenido del curso. El contenido del curso. Examen práctico Examen escrito 100% Examen práctico Examen escrito 100% Examen práctico

11 desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias con un mínimo de 75% de los reportes de las prácticas evaluadas por el profesor del curso como requisito para la aprobación del examen. Evaluación Departamental. Examen práctico de conocimientos. Examen escrito de conocimientos. Examen escrito Bibliografía y informáticos Textos básicos 1.- L.A. BRYAN, E.A. BRYAN. Programmable controllers. Theory and implementation. Industrial text CO. 2.- MANDADO PÉREZ, MARCOS ACEVEDO, PÉREZ LÓPEZ. Controladores lógicos y autómatas programables. Ed. Marcombo 3.- JOHN W. WEBB. Programmable logic controllers. Principles and Applications. Maxwell Macmillan international. 4.- Manuales de programación e instalación de siemens, s7-200 y s Manuales de programación e instalación de plc s Festo Textos complementarios 6.- DEPPERT W, Y STALL K. Disposotivos Neumáticos. Editorial alfomega marcombo 7.- Automatizacion electroneumática. Millan,s.Ed. Alfaomega. Sitios de Internet 1. The PLC 2. Introducción al PLC / Autómatas programables

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