FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Industrial

Transcripción

1 FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Industrial Código Materia: Código: Automatización Industrial [Electiva] Requisitos: Programa Semestre: Ingeniería Industrial Período académico: (162) Intensidad semanal: 3 horas (Martes 18:00 a 21:00) Créditos: 3 Descripción: Curso con componentes teóricos y prácticos que tiene por objeto que los estudiantes de Ingeniería Industrial puedan salir a las empresas y enfrentar los retos de la aplicación y uso de tecnologías modernas para la fabricación y manipulación de productos y materiales, entre las cuales se encuentran sensores, actuadores y dispositivos automatizados complejos. Objetivos General: Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de: Dada una serie de dispositivos con los que cuenta el Laboratorio de Ingeniería Industrial para hacer automatización de procesos productivos, explicar sus características, configurarlos y usarlos. Explicar las características, configurar y usar los dispositivos a su disposición; además, estará en capacidad de evaluar una solución de automatización dada a un problema determinado o proponer e implementar una solución para una situación dada. Terminales: Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de: Elegir la tecnología más adecuada a utilizar para llevar a cabo la automatización industrial de un proceso propuesto, lo cual incluye elegir los tipos de sensores, actuadores y controladores, de acuerdo al proceso que se desee automatizar. Evaluar la complejidad y eficiencia de un sistema automatizado propuesto. Principalmente en tiempos de ejecución de un ambiente automatizado vs un ambiente manual. Implementar una automatización que responda a las necesidades planteadas y haga buen uso de los recursos disponibles en el Laboratorio de Ingeniería Industrial. Automatización Industrial (2016-1) Página 1 de 6

2 Específicos: De formación académica: Unidad Temática 1: Introducción a la automatización industrial y a la robótica Al finalizar esta unidad, el estudiante estará en capacidad de: Reconocer el impacto de la evolución de los PLC y la Robótica que permite los niveles actuales de automatización industrial. Explicar los conceptos básicos involucrados en la automatización de procesos productivos y sus componentes. Ilustrar los aspectos claves de los principios de automatización industrial y programación robótica. Temas: 1. Cómo trabaja un PLC 2. Cómo trabaja un Robot 3. Uso de un Software de Control de Robótica 4. Grabar Posiciones del Robot 5. Programación de una tarea simple de Coger y Dejar 6. Posiciones Absolutas y Relativas 7. Herramientas básicas de programación robótica 8. Alimentadores y Templates 9. Periféricos Unidad Temática 2: Elementos de automatización Al finalizar esta unidad, el estudiante estará en capacidad de: Explicar los elementos involucrados en el diseño e implementación de una automatización industrial. Describir las funciones más importantes de los componentes de un sistema de automatización industrial. Explicar los conceptos básicos de manejo de señales en automatización industrial. Diseñar y llevar a cabo una automatización haciendo uso de los elementos disponibles en el Laboratorio de Ingeniería Industrial. Temas: 1. Sensores 2. Actuadores 3. Encoders 4. Giro y Elevación 5. Programación del Robot para ejecutar Movimientos Lineales 6. Programación del Robot para ejecutar Movimientos Circulares 7. Bloques Condicionales 8. Entradas y Salidas Análogas 9. Bucles y Contadores 10. Sensores de Contacto y No-Contacto Automatización Industrial (2016-1) Página 2 de 6

3 Unidad Temática 3: Visión Por Computador y Procesamiento de Imágenes Al finalizar esta unidad, el estudiante estará en capacidad de: Explicar los elementos involucrados en el diseño e implementación de sistemas de control por visión. Describir las funciones más importantes de los componentes de un sistema de procesamiento de imágenes en una automatización industrial. Emplear los principios de procesamiento de imágenes y reconocimiento de patrones para llevar a cabo la automatización de un proceso de control de calidad. Diseñar y llevar a cabo una automatización que involucre el uso de los elementos disponibles en el laboratorio, realizando el control de calidad a través de un sistema de procesamiento de imágenes. Temas: 1. Visión por computador y control de calidad 2. Binarios y hexadecimales, bits y bytes 3. Cámara 4. Digitalización de imágenes 5. Escala de grises, imágenes binarias 6. Color 7. RGB, CMYK y HSL 8. Introducción a las regiones conexas 9. Análisis de región conexa 10. Calidad de la imagen y problemas de interferencia 11. Ruido 12. Operaciones locales y punto a punto 13. Operación morfológica y geométrica 14. Operaciones aritméticas 15. Control de calidad De formación en valores y capacidades: Al terminar el curso cada estudiante habrá tenido la oportunidad de reflexionar sobre los siguientes valores: Responsabilidad, al comprometerse en el cumplimiento de las lecturas y trabajos asignados antes, durante y después de la clase. Igualmente, al tener sentido de responsabilidad social en la aplicación de conceptos aprendidos durante el curso, teniendo en cuenta su impacto en la sociedad. Autonomía, al buscar y emplear herramientas que le permitan cumplir exitosamente con el estudio personal requerido para solucionar los problemas planteados durante el curso. Curiosidad intelectual, al reflexionar críticamente sobre los temas discutidos durante el curso, y al extender su punto de vista mediante fuentes alternas de información. Así como de desarrollar estas capacidades: Automatización Industrial (2016-1) Página 3 de 6

4 Manejo de información, conceptualización y análisis, al abstraer los elementos importantes a partir de un problema descrito por el usuario, de manera que se articule una lista de requerimientos y se separen los elementos que componen el problema. Síntesis y pensamiento sistémico, al ser capaz de diseñar la solución de comunicaciones al problema planteado teniendo en cuenta todos los elementos que constituyen la situación y su interacción entre ellos. Metodología El curso tendrá un enfoque teórico-práctico para lo cual se diseñarán y realizarán un conjunto de prácticas de laboratorio, presentadas a los estudiantes en forma de proyectos de clase. En estos proyectos de clase, se determinan tanto el tema como el resultado deseado, los estudiantes deben diseñar, desarrollar e implementar la práctica para lograr el cometido. Para afrontar las diferentes prácticas de laboratorio se requiere de una alta participación de los estudiantes, por tal razón es indispensable el estudio previo del material propuesto para cada una de las unidades y prácticas del curso, así como el análisis del mismo de tal forma que permita a los estudiantes desarrollar los trabajos en grupo, donde deben emplear los conocimientos, conceptos aprendidos en cursos anteriores, como Planeación y Control de Producción, Distribución de Plantas e Instalaciones y Calidad en los Sistemas de Producción, dado que es una materia que integra lo que se ha estudiado en la teoría con nuevos elementos que le permiten mejorar el proceso de llevarlo a la práctica. Los conceptos de las materias vistas serán discutidos desde los conceptos ya conocidos y se profundizará en la aplicación de los conceptos al nuevo contexto de automatización industrial. En algunos temas el profesor dará una explicación acerca del mismo, los cuales serán fundamentales para afrontar prácticas siguientes y también explicará el contenido y procedimientos a seguir durante el desarrollo de algún tipo de configuración. Se dará prioridad a la utilización de material multimedia para explicar los temas y lograr la transmisión de las ideas utilizando varios canales simultáneamente. De igual forma, durante el semestre, los estudiantes se organizaran en grupos de tres, (una pareja si el grupo es impar), y deberán preparar un proyecto de final de curso, en el cual investigarán temas relacionados con la automatización industrial, asignados en clase. La entrega de estos proyectos comprende, un documento escrito y una exposición oral dirigida al resto del grupo. El curso tendrá dos componentes fuertes, un trabajo individual muy orientado a la parte teórica y una parte grupal que corresponde a las prácticas de laboratorio, que involucran no solo el ser capaz de hacerlo, sino hacerlo con responsabilidad. Las simulaciones deben ser hechas de manera responsable para validar la programación de los equipos de automatización y evitar accidentes o daños. Debe existir un compromiso por parte de los estudiantes de ser responsables a la hora de hacer uso de los equipos y la realización de las prácticas. Para esto el mismo grupo debe ejercer algún tipo de control para asegurar la calidad de las pruebas que se lleven a cabo antes de utilizar los equipos en un ambiente real y suministrar una coevaluación para medir el grado de responsabilidad del grupo frente a las prácticas de laboratorio. Automatización Industrial (2016-1) Página 4 de 6

5 Actividades del estudiante: Antes de la clase: Estudiar el material asignado para la siguiente sesión, de acuerdo a la programación de curso. Leer en las publicaciones sobre tecnologías de información y comunicaciones, las noticias más relevantes de acuerdo a los temas que se manejan en el curso. Durante la clase: Participar activamente en la presentación y explicación de cada uno de los temas propuestos. Plantear las inquietudes que se originaron a partir de la preparación de la clase. Después de la clase: Revisar los conceptos nuevos vistos en clase, y establecer la relación con los objetivos de aprendizaje propuestos. Leer las lecturas complementarias del tema tratado en clase, consolidando de esta forma el conocimiento adquirido. Evaluación A continuación se presenta la forma de calcular la nota definitiva: Componente de nota individual: Evaluación Valor Porcentual Unidades Temáticas que cubre Semana en que se realizará Parcial 1 30% 1 y 2 8 Parcial 2 30% 3 y 4 12 Promedio de quices, tareas individuales y exposiciones. 40% Nota individual 100% Aspectos importantes a tener en cuenta respecto a la evaluación individual: El estudiante debe asegurarse de haber alcanzado los objetivos de cada unidad a evaluar como forma de prepararse para cada evaluación. No se aceptarán entregas de asignaciones fuera de los plazos especificados. No se realizan supletorios de pruebas cortas o quices. Automatización Industrial (2016-1) Página 5 de 6

6 Componente grupal: Evaluación Valor Porcentual Unidades Temáticas que cubre Semana en que se entregará Prácticas Laboratorio Prácticas Laboratorio 1 y 2 15% 1 y 2 5 y 6 Prácticas Laboratorio 3 y 4 25% 3 9, 10 y 11 Trabajo Final Práctica Laboratorio Final 50% Todas 16 Primera entrega 30% 12 Segunda entrega 70% 16 Coevaluación del grupo sobre seguridad en prácticas 10% Nota grupal 100% Nota definitiva: La nota definitiva se calcula de la siguiente forma: Si (nota individual < 3.0) entonces: Nota definitiva = nota individual Si (nota individual >= 3.0) entonces: Nota definitiva = (nota individual * 0.5) + (nota grupal * 0.5) Aspectos importantes a tener en cuenta en las prácticas en el laboratorio: El estudiante debe asegurar el estricto cumplimiento de las normas de seguridad para operar los equipos del Laboratorio de Ingeniería Industrial. Todos los integrantes del grupo deben conocer y dar razón de cada una de las prácticas implementadas. Bibliografía: Intelitek. Fundamentos de robótica con el Scorbot ER-9, 2011 Intelitek, Manuales del equipo Scorbot ER-9 Pro Intelitek, Manuales del equipo ViewFlex Shell, Richard L.; Hall, Ernest L., Handbook of industrial automation, ISBN: , Estados Unidos : Marcel Dekker, Inc., c2000. Fin del documento Automatización Industrial (2016-1) Página 6 de 6