IIM Aportación al perfil. Esta asignatura proporciona al alumno las competencias necesarias para:

Transcripción

1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: SATCA 1 Instrumentación Avanzada Ingeniería Electrónica IIM PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. Esta asignatura aporta al perfil del egresado de la carrera de Ingeniería Electrónica las competencias requeridas para el diseño, desarrollo, selección, mantenimiento de los sistemas de medición y control de procesos industriales. El programa surge del análisis de las competencias a desarrollar por los ingenieros, que permiten el desarrollo de aplicaciones para facilitar la operación de los sistemas industriales a cualquier escala. Aportación al perfil. Esta asignatura proporciona al alumno las competencias necesarias para: Conocer la estructura de los sistemas de adquisición de datos. Definir procedimientos de prueba Simular, analizar, diseñar y aplicar los elementos con instrumentación virtual. Operar y seleccionar elementos de control y medición avanzados industriales. Conocer protocolos de comunicación industrial. Controlar tareas de dispositivos electrónicos que interactúen utilizando protocolos y medios de comunicación industrial Intención didáctica. Se organiza el temario en siete unidades. Las unidades uno, dos y tres contemplan la reafirmación de los conocimientos adquiridos durante el curso de las materias de Instrumentación e Instrumentación Industrial. Las unidades cuatro, cinco y seis contemplan el estudio de los conceptos relacionados a los protocolos de comunicación de datos más utilizados en aplicaciones industriales de forma más extensa. La unidad siete contempla la realización de un proyecto de aplicación que integre los conocimientos de las unidades previas del programa de estudios así como los de las materias de la retícula que sean afines. 1 Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos

2 3.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión. Instituto Tecnológico Superior de Panuco 09 de Agosto a 07 de Noviembre de 2012 Participantes Integrantes de Academia de Ingeniería Electrónica del Instituto Tecnológico Superior de Panuco Evento Diseño, elaboración y desarrollo curricular para el programa de Estudio de la Carrera de Ingeniería Electrónica. 4.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencia General de la Asignatura El alumno será capaz de seleccionar elementos para la adquisición de datos, configurar sistemas de control, procesar datos y utilizar software de instrumentación virtual para el diseño de sistemas de medición y control de procesos industriales. Competencias especificas Conocer y manejar los conceptos de los requerimientos, adecuación, control, características y manejo de señales. Conocer la programación gráfica, hardware y protocolo de comunicación utilizados para la realización de aplicaciones de instrumentación virtual. Conocer la red ASi para la comunicación entre sensores y actuadores. Desarrollar e implementar aplicaciones bajo protocolo PROFIBUS. Conocer y manejar la tecnología de red local ETHERNET. Obtener conocimientos del sistema supervisorio de control y adquisición de datos aplicados a módulos de hardware comercial y PLC. Integrar los conocimientos de la materia mediante el desarrollo de soluciones para aplicaciones de instrumentación. Competencias genéricas Competencias instrumentales Capacidad de análisis y síntesis. Empleo de lenguaje técnico científico. Empleo del idioma inglés para la lectura de artículos, hoja de datos e información referente a los temas. Conocimientos básicos de la carrera. Habilidades en el manejo de software especializado. Habilidad para buscar y analizar información proveniente de diversas fuentes. Solución a la problemática de diferentes escenarios.

3 Interacción con grupos de trabajo e intercambios de ideas. Toma de decisiones basadas en una justificación. Competencias interpersonales Capacidad crítica y autocritica Trabajo en equipo. Disponibilidad de tiempo y espacio para la realización de prácticas y proyectos. Actitud positiva y emprendedora. Competencias sistémicas Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. Habilidad de investigación. Capacidad de investigación. Capacidad de escuchar nuevas propuestas de mejora. Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad). Habilidad para trabajar en forma autónoma. Búsqueda de nuevas alternativas para la solución de problemas. Emplear metodologías para el desarrollo de actividades. Fomentar el uso de formatos para el reporte de actividades. 5.- COMPETENCIAS PREVIAS DE OTRAS ASIGNATURAS Competencias previas Conocer los principios de la operación de sensores y medición de variables. Diseñar y desarrollar aplicaciones mediante dispositivos PLC. Dominar el manejo de software especializado 6.- TEMARIO Unidad s Subtemas 1.1 Introducción El instrumento virtual Componentes de un sistema DAQ. 1.2 Clasificación de la señales. 1. Acondicionamiento de señal 2. Instrumentación Virtual 1.3 Acondicionamiento de la señal. 1.4 Referencia de una señal. 1.5 Tarjetas DAQ Configuración de Hardware y Software Características y ejemplos E/S digital Parámetros, Adquisición y ejemplos de aplicación de DAQ de E/S analógicas. 2.1 Introducción.

4 3. Interfaz Sensor-Actuador ASi. 2.2 Programación grafica. 2.3 Datos Estructurados. 2.4 Análisis y Visualización de datos. 2.5 Hardware asociado. 2.6 Control de Instrumentos Introducción a la comunicación serial Introducción a IEEE 488 (GPIB) Ejemplos de Aplicación. 2.7 Protocolos de Comunicación de Datos. 3.1 Introducción. 3.2 Nivel jerárquico. 3.3 Elementos de la red. 3.4 Instalación. 3.5 Beneficios. 4.1 Introducción. 4. PROFIBUS 4.2 Nivel jerárquico 4.3 Elementos de Red 4.4 Instalación. 5.1 Introducción. 5. Ethernet 5.2 Nivel jerárquico 5.3 Control de acceso al medio 5.4 Elementos de la red 5.5 Capas física de Ethernet 6.1 Introducción. 6. SCADA 6.2 Arquitectura 6.3 Funcionalidad 6.4 Investigación de Aplicación. 7. Aplicaciones 7.1 Aplicaciones.

5 7.- ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Conocer y manejar los conceptos de los requerimientos, adecuación, control, características y manejo de señales. 1.- ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL 1.1 Introducción El instrumento virtual Componentes de un sistema DAQ. 1.2 Clasificación de la señales. 1.3 Acondicionamiento de la señal. 1.4 Referencia de una señal. 1.5 Tarjetas DAQ Configuración de Hardware y Software Características y ejemplos E/S digital Parámetros, Adquisición y ejemplos de aplicación de DAQ de E/S analógicas. investigación que apoyen la comprensión de la información referente a los sistemas de instrumentación virtual y adquisición de datos existentes, especificaciones de las tarjetas de adquisición de datos y la clasificación de señales. Realización de prácticas de laboratorio que constaten la correcta aplicación de las funciones de acondicionamiento de señal asimiladas en cursos anteriores. Conocer la programación gráfica, hardware y protocolo de comunicación utilizados para la realización de aplicaciones de instrumentación virtual. 2.- INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL 2.1 Introducción. 2.2 Programación grafica. 2.3 Datos Estructurados. 2.4 Análisis y Visualización de datos. 2.5 Hardware asociado. 2.6 Control de Instrumentos Introducción a la comunicación serial Introducción a IEEE 488 (GPIB) Ejemplos de Aplicación. investigación que permitan establecer las ventajas y desventajas de la programación gráfica, la organización de datos estructurados y conocer el hardware asociado para su utilización con el software. Realización de prácticas de laboratorio que utilicen los protocolos de comunicación utilizados para interconectar y controlar instrumentos. 2.7 Protocolos de Comunicación de Datos.

6 Conocer la red ASi para la comunicación entre sensores y actuadores. 3.- INTERFAZ SENSOR-ACTUADOR ASi 3.1 Introducción. 3.2 Nivel jerárquico. 3.3 Elementos de la red. 3.4 Instalación. 3.5 Beneficios. investigación que permitan conocer y comprender las características y especificaciones de la red ASi, su estructura y las características de conexión de los módulos activos y pasivos. Realización de prácticas de laboratorio sobre aplicaciones de la red ASi. Desarrollar e implementar aplicaciones bajo protocolo PROFIBUS. 4.- PROFIBUS 4.1 Introducción. 4.2 Nivel jerárquico 4.3 Elementos de Red 4.4 Instalación. investigación sobre el protocolo PROFIBUS. Realización de prácticas de laboratorio para diseñar y desarrollar un sistema basado en el protocolo PROFIBUS. Conocer y manejar la tecnología de red local ETHERNET. 5.- ETHERNET 5.1 Introducción. 5.2 Nivel jerárquico 5.3 Control de acceso al medio 5.4 Elementos de la red 5.5 Capas física de Ethernet investigación sobre la tecnología de red local ETHERNET. Realización de prácticas de laboratorio para diseñar y desarrollar un sistema basado en la tecnología de red local ETHERNET.

7 Obtener conocimientos del sistema supervisorio de control y adquisición de datos aplicados a módulos de hardware comercial y PLC. 6.- SCADA 6.1 Introducción. 6.2 Arquitectura 6.3 Funcionalidad 6.4 Investigación de Aplicación. investigación sobre la arquitectura, parámetros y aplicaciones de sistemas SCADA. Realización de prácticas de laboratorio para diseñar y desarrollar un sistema basado en la tecnología SCADA. Integrar los conocimientos de la materia mediante el desarrollo de soluciones para aplicaciones de instrumentación. 7.- APLICACIONES Diseñar un proyecto aplicación. 7.1 Aplicaciones. 8.- PRÁCTICAS (PARA FORTALECER LAS COMPETENCIAS DE LOS TEMAS Y DE LA ASIGNATURA) Realización de prácticas de adquisición de datos. Realización de prácticas de instrumentación Virtual. o Crear aplicaciones de adquisición de datos, análisis y visualización. o Crear interfaces de usuarios con tablas, gráficas y botones. o Plantillas y arquitecturas de diseño básico. o Patrones de diseño y múltiples ciclos. Realización de prácticas de la interfaz Sensor-Actuador ASi. o Implementación del primer nivel de comunicación industrial, red ASi maestro esclavos. Realización de prácticas PROFIBUS. o Implementación del segundo nivel de comunicación industrial, red PROFIBUS entre dos CPU`s diferentes. Realización de prácticas Ethernet. o Implementación del tercer nivel de comunicación industrial, red Ethernet. Realización de prácticas SCADA. o Investigación de SCADA. Diseñar un sistema de transmisión de datos.

8 9.- PROYECTO INTEGRADOR (PARA FORTALECER LAS COMPETENCIAS DE LA ASIGNATURA CON OTRAS ASIGNATURAS) Realizar un proyecto integrador que consista en una aplicación que involucre todos los temas vistos en las unidades 10.- EVALUACIÓN POR COMPETENCIAS (ESPECÍFICAS Y GENÉRICAS DE LA ASIGNATURA) La evaluación debe ser continua y formativa por lo que se debe considerar el desempeño en cada una de las actividades de aprendizaje, haciendo especial énfasis en: Realización de prácticas de laboratorio. Reportes de las prácticas desarrolladas, con base al formato establecido. Reportes de las investigaciones documentales solicitadas. Información obtenida durante las investigaciones solicitadas plasmada en documentos escritos. Descripción de otras experiencias concretas que podrían realizarse adicionalmente. Reportes de simulaciones y conclusiones obtenidas en aplicaciones virtuales. Exámenes escritos para comprobar el manejo de aspectos teóricos. Participación en clase considerando las actividades de trabajo en equipo y la exposición de temas, así como presentación de proyectos. Integrar el portafolio de evidencias FUENTES DE INFORMACIÓN (ACTUALIZADAS CONSIDERANDO LOS LINEAMIENTOS DE LA APA*) Creus, A. (2010). Instrumentación Industrial 8va ed. Alfaomega. Creus, A. (2009). Instrumentos Industriales su ajuste y calibración 3ra ed. Alfaomega. Festo (2013). Tecnología de bus de campo AS-Interface/Profibus-DP: manual de trabajo. Información técnica del fabricante de los dispositivos y equipo empleados. Lajara J. (2012). LABVIEW - Entorno Gráfico de Programación - 2ª ed. Alfaomega- Marcombo. Manuel A. (2002). Instrumentación virtual, adquisición, procesado y analisis de señales. Alfaomega. Pallás, R. (2007). Sensores y acondicionadores de señal 4ta ed. Alfaomega-Marcombo. Ponce P. (2011). Fundamentos De LabVIEW - E-Book. Alfaomega. Schneider Electric (2000). Actuator Sensors Interface AS i. Schneider. Simatic Net (2006). Manual AS Interface Introducción y Nociones fundamentales. Siemens. Simatic (2000). Manual CP AS- i Interface Master. Siemens. Simatic (2004). Manual CP S7 para PROFIBUS CP / CP FO. Siemens. Simatic (2005). Manual CP S7 para PROFIBUS - Configurar y poner en servicio. Siemens. Simatic (2003). Manual del sistema de automatización S Siemens.

9 Simatic (2006). Manual del sistema de automatización S Siemens. Simatic (2006). Manual Industrial Ethernet OSM/ESM. Siemens. Simatic (2006). Manual Industrial Ethernet OSM/ESM Network Management. Siemens.