INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

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1 ESCUELA: UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS. CARRERA: INGENIERÍA EN INFORMÁTICA. LÍNEA CURRICULAR: PRODUCCIÓN COMPUTARIZADA. COORDINACIÓN: ACADEMIAS CS. BÁSICAS DE LA INGENIERÍA. DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA INGENIERÍA. ASIGNATURA: INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL. : NBVI SEMESTRE: OCTAVO CRÉDITOS: 6 VIGENTE: ENERO/2003. TIPO DE ASIGNATURA: TEÓRICA/PRÁCTICA. MODALIDAD: ESCOLARIZADA ABIERTA. FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA La necesidad de usar instrumentos en la industria para controlar los procesos es algo universalmente aceptado, actualmente no es posible encontrar una industria moderna sin instrumentos. El operador, el supervisor de producción, el de control de calidad, el de planeación, en general todos ellos basan en gran medida sus decisiones en los datos emanados de algún medio de En el caso de México, prácticamente, la instrumentación representa un nicho de dependencia tecnológica total, la necesidad de crear tecnología propia es una tarea ineludible en la que la ingeniería nacional tiene que centrarse, aún más con el advenimiento del concepto instrumentación virtual, se abren nuevos retos, donde ahora los ingenieros en informática requieren incorporarse a la instrumentación industrial con una visión interdisciplinaria e integral que les permita interpretar, diseñar e implementar sistemas de instrumentación que respondan eficaz y eficientemente a las necesidades de la industria incorporando a este campo la poderosa versatilidad de los procesadores electrónicos de datos. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA Al término del curso, el alumno: - Analizará los resultados de un sistema instrumentación industrial con la modalidad virtual a partir de procesos industriales con al menos tres variables físicas a supervisar. TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: H/SEMESTRE: 54 H/SEMANA: 3 H/TEORÍA/SEMESTRE: 18 H/PRÁCTICA/SEMESTRE: 36 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: ACADEMIA DE INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL. REVISADO: JEFATURA DE INGENIERÍA EN INFORMÁTICA. APROBADO POR: EL H.C.T.C.E. EL: 25/ENE/2002. PRESIDENTE ING. FRANCISCO BOJÓRQUEZ HERNÁNDEZ. AUTORIZADO POR: COMISIÓN DE PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO DEL CONSEJO GENERAL CONSULTIVO DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.

2 HOJA: 2 DE: 12. METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA Los métodos que se emplearán en este curso, consisten en la exposición por parte del profesor, proyección de videos, investigación bibliográfica y de campo por parte de los alumnos, aplicación de casos prácticos, así como la discusión y trabajo experimental en el laboratorio de cada uno de los temas. ANTECEDENTE: Producción computarizada, control numérico, ingeniería asistida por computadora. COLATERAL: Ninguna. CONSECUENTE: Ninguna.

3 HOJA: 3 DE: 12. UNIDAD: I NOMBRE: CONCEPTOS BÁSICOS DE INSTRUMENTACIÓN. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno: - Identificará mediante prácticas de laboratorio los conceptos fundamentales de la instrumentación industrial Descripción del diagrama a bloques de un sistema de Instrumentación física vs. instrumentación virtual. Variables físicas a medir: a) Temperatura. b) Parámetros eléctricos. c) Posición, velocidad y aceleración. d) Presión. e) Nivel. f) Volumen. g) Imagen. de los alumnos para complementar la información del tema. Proyector de acetatos y video casetera. Computadora (PC) 9C, 10C, 14B.

4 HOJA: 4 DE: 12. UNIDAD: I NOMBRE: CONCEPTOS BÁSICOS DE INSTRUMENTACIÓN Características de los medidores: a) Sensibilidad. b) Exactitud y precisión. c) Resolución. d) Rango. e) Velocidad de respuesta. f) Trazabilidad. de los alumnos para complementar la información del tema. 9C, 10C, 14B. 1.7 Errores en la medición Condiciones y procedimientos de calibración de los instrumentos de medición. Proyector de acetatos y video casetera. Computadora (PC)

5 HOJA: 5 DE: 12. UNIDAD: II NOMBRE: TRANSDUCTORES. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno: - Formulará modelos de programación lineal de diversas características y grados de dificultad, abstraídos de la realidad Transductores basados en componentes eléctricos pasivos: a) Resistivos. b) Inducivos. c) Capacitivos. Termopares: a) Principios de operación. b) Tipos. de los alumnos. 6B,18B Fotosensibles: a) Fotoemisivos. b) Fotoresistivos. c) Fotovoltáicos. d) Reconocimiento de imágenes. Proyector de acetatos y video casetera. Computadora (PC)

6 HOJA: 6 DE: 12. UNIDAD: II NOMBRE: TRANSDUCTORES Traductores basados en radiación electromagnética. Transductores piezoeléctricos. de los alumnos. 6B,18B. 2.8 Proyector de acetatos y video casetera. Computadora (PC)

7 HOJA: 7 DE: 12. UNIDAD: III NOMBRE: ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES PARA INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno: - Analizará las características principales requeridas para el acondicionamiento de las señales que se utilizan en un sistema de instrumentación virtual Tipos de señales a procesar. Tipos de computadoras utilizadas en instrumentación virtual. Circuitos de adquisición de datos. Acondicionamiento de señales analógicas: a) Amplificación. b) Filtraje. c) Muestreo de señales. d) Multiplexión de señales. Conexión de señales. de los alumnos para complementar la información del tema. Proyector de acetatos y video casetera. Computadora (PC) B, 21B, 22C. 6.0

8 HOJA: 8 DE: 12. UNIDAD: IV NOMBRE: SOFTWARE PARA INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad, el alumno: - Analizará las distintas opciones existentes de diseño de software para la instrumentación industrial Tipo de programación: a) Gráfica. b) C/C++. c) Visual basic. d) Diálogo configurable. práctica de laboratorio. Generación de formas de presentación de datos: a) Diseño de carátulas y displays. b) Diseño de diagramas a bloques. c) Formas de onda. d) Histogramas. Comandos de procesamiento de señales. Diagramas de configuración. práctica de laboratorio. de los alumnos para complementar la información del tema. Proyector de acetatos y video casetera. Computadora (PC) C, 2C, 3C,4C

9 HOJA: 9 DE: 12. UNIDAD: V NOMBRE: INTEGRACIÓN DE SIS DE INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad, el alumno: - Diseñará un sistema de instrumentación virtual que satisfaga los requerimientos, a partir de una necesidad de instrumentación especificada Identificación de los requerimientos del sistemas. Selección de las variables a medir. Selección de sensores. Selección de medios de acondicionamiento de señales. Diseño del software de instrumentación virtual. de los alumnos para complementar la información del tema C, 14B, 20B Integración del sistema. Pruebas y ajustes del sistema de instrumentación virtual. Proyector de acetatos y video casetera. Computadora (PC). 8.0

10 HOJA: 10 DE: 12. RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRÁCT NÚM. 1 NOMBRE DE LA PRÁCTICA Diagrama a bloques de un sistemas de RELACIÓN UNIDADES TEMÁTICAS I DURACIÓN PRÁCTICA LUGAR DE REALIZACION 2 Características de los medidores. I 3 Procedimiento de calibración de un instrumento de medición. I Termopares. Transductores fotosensibles. Transductores piezo eléctricos. Acondicionamiento de señales. Software para instrumentación virtual. Parte I.- programación. Parte II.- generación de formas de representación de datos. II II II III IV Integración de un sistema de instrumentación virtual. V 8.0

11 HOJA: 11 DE: 12. PERÍODO UNIDADES TEMÁTICAS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN 1er. Examen departamental I y II Examen teórico 70%, participación del alumno en el proceso enseñanza - aprendizaje 30%. 2do. Examen departamental III y IV Examen teórico 70 %, más práctica 30 %. 3er. Examen departamental V. Examen teórico 70 %, más práctica 30 %. Promedio general de la materia será el promedio aritmético de los tres exámenes departamentales.

12 HOJA: 12 DE: 12. B C BIBLIOGRAFÍA NORTON M.N; Sensores y analizadores; Editorial Gustavo Gil, S.A; PALLAS ARENY, R; Transductores y acondicionadores de señal; Editorial Marcombo; PALLAS ARENY, R; Adquisición y distribución de señales; Editorial Marcombo; ANSI/IEEE ; Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation. MORRIS, A.S; Principles of Measurement and Instrumentation; Segunda edición; Prentice-Hall; WHITE, R.A; Electronic Test Instruments. Theory and applications; Wiley; GADNER, J.W; Microsensor: Principles and Applications; Wiley,1994. BANNISTER, B.R y Whitehead, D.G; Instrumentation: Interfaces; Segunda edición, Addison Wesley Iberoamericana; DOEBELIN, E.O; Measurement systems application and design; Editorial McGraw Hill; OTT, H.W; Noise Reduction Techniques in Electronic Systems; Editorial Wiley and Sons; HOROWITZ, Y; The art of electronics; Segunda edición. PALLAS ARENY, R; Teoría básica de errores; Ediciones UPC; RIU, P; ROSELL, J; RAMOS, J; Sistemas de instrumentación; Ediciones UPC; PALLAS ARENY, R; Interferencias en sistemas de medida; Ediciones UPC; PALLAS ARENY, R; Instrumentación electrónica básica; Editorial Marcombo; OLIVER, B.M; CAGE, J.M; Electronic Measurements and Instrumentation; Editorial Mc Graw Hill; SYDENHAM, P.H; Handbook of measurement science; Wiley; 1982.