Nombre de la asignatura: Tópicos Selectos de la Automatización Carrera: Ingeniería Mecatrónica Clave de la asignatura: ATF-1405 SATCA

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1 1.-DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Tópicos Selectos de la Automatización Carrera: Ingeniería Mecatrónica Clave de la asignatura: ATF-1405 SATCA PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. La asignatura de Tópicos Selectos de la Automatización sustenta en el perfil del Ingeniero Mecatrónico las competencias necesarias para: Diseño, instalación, programación y operación de sistemas automatizados y/o celdas de manufactura Esta asignatura permite al ingeniero Mecatrónico manejar y aplicar tecnologías de vanguardia en el desarrollo de sistemas automatizados y de control de procesos Intención didáctica. Los temas que integran esta asignatura, han sido organizados en cuatro unidades de tal manera que amplíen y fortalezcan los temas de las asignaturas relacionadas con la automatización y control de procesos industriales. En la primera unidad se presenta el manejo de funciones avanzadas en un PLC como son: Control del programa, aritmética, manejo de datos, etc. En la segunda unidad, se trabaja con entradas y salidas analógicas, conexión a módulos de sensores y actuadores, además del control PID para procesos automáticos. En la tercera unidad se estudian los diferentes equipos utilizados en las celdas de manufactura como es los controles de proceso, variadores de velocidad, servocontroles, etc. En la cuarta unidad se maneja la interface entre diferentes dispositivos que pueden integrarse en una estación o proceso, de operación automática, o bien, en una celda de manufactura. En estos casos la comunicación se da entre PCs, Robots, Interfaces HMI, y equipos CNC. Las prácticas propuestas para esta asignatura están dirigidas al desarrollo de las habilidades de los estudiantes para la experimentación a través del uso de dispositivos y equipos eléctricos o electrónicos, que le permitan concatenar los conocimientos teóricos con los que se aprende en el aula y su desarrollo procedimental a través del trabajo colaborativo, identificando las necesidades que requieren para la comprensión de los temas tratados. Es necesario que el profesor diseñe las prácticas adecuadas que le permitan al estudiante su desarrollo intelectual, de análisis y síntesis integrando actividades con cierto grado de complejidad. Se propone que las actividades de experimentación se realicen a la par del desarrollo de 1 Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos

2 las unidades temáticas con la intención de una mejor comprensión de los temas tratados, que permitan tanto el desarrollo conceptual como procedimental de los estudiantes. En las actividades de aprendizaje propuestas, se presenta una guía que puede ser mejorada por los docentes que imparten la materia de acuerdo con su experiencia y que le permita alcanzar el aprendizaje significativo en sus estudiantes. Preferentemente los profesores deberán de partir de conocimientos previos y de situaciones cotidianas que permitan al estudiante interesarse en la modelación y la aplicación de las técnicas que se adquirirán en ésta materia. También es importante hacer hincapié en la reflexión de los temas tratados mediante la investigación, empleando las tecnologías de la información y comunicación. 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas: Diseñar e implementar distintos sistemas automáticos y de manejo de materiales. Realizar programas con funciones avanzadas del PLC, configurando entradas y salidas analógicas conectadas a sensores y actuadores industriales para automatización y control. Habilidad para conectar los diferentes elementos usando plc s Interpretar y utilizar simbología eléctrica Identificar y utilizar elementos del manipulador. Competencias genéricas: Competencias instrumentales Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar Conocimientos básicos de la carrera Comunicación oral y escrita Habilidades básicas de manejo de la computadora Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas Solución de problemas Toma de decisiones. Competencias interpersonales Capacidad crítica y autocrítica Trabajo en equipo Habilidades interpersonales Compromiso ético Competencias sistémicas Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Habilidades de investigación Capacidad de aprender Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) Habilidad para trabajar en forma autónoma Capacidad para diseñar y gestionar proyectos Iniciativa y espíritu emprendedor

3 Preocupación por la calidad Búsqueda del logro 4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Piedras Negras. Octubre de Participantes Academia de Ingeniería Electrónica y Mecatrónica. Observaciones (cambios y justificación) Materia del módulo de especialidad surgida de la encuesta del entorno Socioeconómico de la región. 5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Obtener los conocimientos necesarios para diseñar e implementar distintos sistemas automáticos y control de procesos. 6.- COMPETENCIAS PREVIAS Trabajar en equipo. Operar equipo de medición electrónica. Interpretar diagramas eléctricos. Aplicar conocimientos básicos de variables físicas como presión, flujo, temperatura, así como aquellas que se requieran para la selección y aplicación en sistemas control de procesos industriales. Seleccionar y aplicar los modos de control y sus combinaciones. Manejar un lenguaje de programación. Capacidad de razonamiento lógico y matemático Observación, identificación y planteamiento de problemas Algebra booleana y circuitos lógicos Uso de operación de manipulador 7.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 Funciones Avanzadas con PLC 1.1 Características y funciones avanzadas del PLC. 1.2 Instrucciones de salto y control de programa 1.3 Instrucciones aritméticas 1.4 Instrucciones de manipulación de

4 datos 1.5 Instrucciones de conversión 2 Sistema de Entradas y Salidas Analógicas en PLC s 2.1 Introducción a Señales de entrada y Salida Analógicas 2.2 Instrucciones para módulos de entrada y salida analógica 2.3 Representación y manejo de datos de entrada y salida analógica 2.4 Conexiones de entrada y salidas analógicas 2.5 Función PID integrada de un PLC 3 Controladores Dedicados 3.1 Controladores de proceso Modo discreto Modo continuo 3.2 Variadores de velocidad Para motor de DC Para motor de AC 3.3 Control de Servomotores 4 Interface y control de procesos 3.1 Interface hombre-maquina 3.2 Comunicación con robot industrial 3.3 Comunicación con otros dispositivos (PLC, CNC, etc.) 8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS El profesor debe: Ser conocedor de la disciplina que está bajo su responsabilidad, conocer su origen y desarrollo histórico para considerar este conocimiento al abordar los temas. la capacidad para coordinar y trabajar en equipo; orientar el trabajo del estudiante y potenciar en él la autonomía, el trabajo cooperativo y la toma de decisiones. Mostrar flexibilidad en el seguimiento del proceso formativo y propiciar la interacción entre los estudiantes. Tomar en cuenta el conocimiento de los estudiantes como punto de partida para la construcción de nuevos conocimientos. Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. Propiciar el uso de las tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes.

5 Propiciar en el estudiante el desarrollo de actividades intelectuales de induccióndeducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas. Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis y de trabajo en equipo. actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. Propiciar el uso adecuado de conceptos, y terminología científico-tecnológica. Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería bajo las premisas de la sustentabilidad. Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. Relacionar los contenidos de esta asignatura con otras del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante. 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Reportes escritos de las prácticas desarrolladas, con base al formato establecido. Reporte escrito de las investigaciones documentales solicitadas. Resolución de problemas solicitados (tareas) Descripción de otras experiencias concretas que podrían realizarse adicionalmente. Exámenes escritos para comprobar el manejo de aspectos teóricos y declarativos. Manejo de un programa de simulación Reporte de simulaciones y conclusiones obtenidas en éstas. ensayos Participación en clase Utilización de rúbricas Integrar el portafolio de evidencias 10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Funciones Avanzadas con PLC Realizar programas con funciones avanzadas con PLC incluyendo calculo aritmético y manejo de datos Identificar los componentes de un PLC modular. Comprender y utilizar las características y configuraciones del CPU, puertos y registros.

6 Manejar el conjunto de instrucciones aritméticas, Datos y Conversión del PLC. Unidad 2: Sistema de Entradas y Salidas Analógicas en PLCs Identificar y manejar los diferentes módulos de entrada y salida analógica de un PLC.. Investigar acerca de los diferentes tipos de entrada y salida analógica de un PLC Manejar instrucciones para los módulos de entrada y salida analógica. Investigar acerca de los diferentes tipos de conexiones de entrada salida analógicas. Describir y seleccionar los tipos de transductores, sensores y actuadores. Analizar el funcionamiento del modulo PID integrado a un PLC. Unidad 3: Controladores Dedicados Identificar, analizar, y aplicar los Buscar y seleccionar información acerca diferentes controladores dedicados de los diferentes controladores de en un proceso automático. propósito específico. Analizar el funcionamiento y diferencia de los controles de proceso, discretos y continuos. Analizar y aplicar los controladores de velocidad de motores eléctricos industriales. Investigar y configurar un controlador para un motor tipo servo de AC síncrono Unidad 4: Identificar y manejar las diferentes interfaces entre dispositivos usados en un proceso automático Investigar el manejo de las interfaces de usuario HMI. Analizar y estructurar la interface de

7 y/o celda de manufactura comunicación entre un PLC y un Robot manipulador. Identificar la interface de comunicación y control con otros dispositivos de una celda de manufactura, como son PLCs, Equipo CNC, Servocontroles y otros FUENTES DE INFORMACIÓN. 1. W. Deppert/ k. Stoll, Aplicaciones de la neumática, Editorial Alfa Omega. 2. FESTO, Manual de sensores para la técnica de manipuladores y procesos. 3. José Manuel Gea/ vicentlladonosa, circuitos neumáticos y electro neumáticos, editorial Alfa Omega. 4. FESTO, Manuales de controladores Lógicos programables. 5. Allen Bradley: Manuales de controladores Lógicos programables. 6. Dorantes, Automatización y control, McGraw Hill, 1 Ed, México Mark, manual del ingeniero mecánico, McGraw Hill, 9ª Edición, México Manuales de controladores dedicados, de diferentes marcas 9. Ramón Piedrafita Moreno Ingeniería de la automatización Industrial. Ed. Alfaomega 12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS Resolver y simular problemas de aplicación utilizando diferentes tipos de lenguajes de programación de PLC s. aplicaciones de control analógico con PLC. aplicaciones de control PID con PLC. aplicaciones con Interfaces Hombre-Máquina. Diseñar, simular y construir sistemas electro neumáticos y electro hidráulicos. Programación del manipulador (Lab-volt, ), RV12 Mitsubishi Programación de la celda de manufactura flexible. Exposición de proyectos finales (físico y documental).

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