1. Datos Generales de la asignatura. Nombre de la asignatura: Clave de la asignatura: Créditos (Ht-Hp_ créditos): Carrera: Automatización de Procesos Industriales I AMC 1302 2 2 4 Ingeniería Industrial 2. Presentación. Caracterización de la asignatura Esta asignatura aporta al perfil del ingeniero Industrial la capacidad para plantear técnicas en la solución de problemas de automatización en procesos industriales a nivel básico y medio. La idea es abordar reiteradamente los conceptos fundamentales hasta conseguir su comprensión. El estudiante tendrá competencias para supervisar y coordinar proyectos en el área de automatización y control de procesos industriales, diagnosticando y proponiendo soluciones para el mejoramiento de procesos productivos industriales, buscando aumentar su productividad y competitividad. Automatización de Procesos Industriales está relacionada con: sistemas de manufactura, procesos de fabricación, higiene y seguridad industrial, planeación y diseño de instalaciones, ingeniería económica, ergonomía, Ingenierías tales como; eléctrica, mecatrónica, química, entre muchas otras. Intención didáctica Se organiza el temario, en cuatro unidades, agrupando los contenidos conceptuales de la automatización de procesos industriales cronológicamente, desde la introducción de conceptos fundamentales en la automatización de procesos, hasta plantear técnicas para la solución de problemas de nivel básico y medio, en los sistemas de manufactura. Se explicarán y describirán los elementos básicos del control de sistemas eléctrico, neumático, hidráulico y electrónico en la automatización de procesos industriales. Las clases, impartidas en un aula a la que asisten todos los alumnos, se dedican a la exposición de la teoría necesaria para la comprensión de la materia. En estas clases se utilizará, la pizarra, y también se hará uso de medios de presentación electrónico. También se realizarán prácticas en el laboratorio de Manufactura de Ingeniería Industrial, el cual cuenta con una celda de manufactura, un robot y dos maquinas de control numérico.
Dentro de las actividades comunes del docente destacan las siguientes: Organiza su formación continua a lo largo de su trayectoria profesional. Domina y estructura los saberes para facilitar experiencias de aprendizajes significativos. Planifica los procesos de enseñanza y de aprendizaje atendiendo al enfoque por competencias y los ubica en los contextos disciplinares, curriculares y sociales amplios. Lleva a la práctica procesos de enseñanza y de aprendizaje de manera efectiva, creativa e innovadora a su contexto institucional. Evalúa los procesos de enseñanza y aprendizaje con un enfoque formativo. Construye ambientes para aprendizaje autónomo y colaborativo. Contribuye a la generación de un ambiente que facilite el desarrollo sano e integral de los estudiantes. Participa en los proyectos de mejora continua de su escuela y apoya la gestión institucional. 3. Participantes en el diseño y seguimiento curricular del programa. Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Tehuacán. Noviembre 2012. Participantes Ing. Placido López Merino M.C. Iniria Guevara Ramírez Ing. Ramón Heredia García Observaciones Reorientación de programas por competencias profesionales. 4. Competencias a desarrollar. Competencia general de la asignatura Capacidad para formular problemas y facilidad para desarrollar y presentar propuestas de solución en la automatización de procesos industriales, considerando las características y necesidades de la empresa. Competencias específicas Dotar a los alumnos de conocimientos genéricos de automatización de procesos industriales utilizando, principalmente, PLC s, su configuración y programación. Igualmente, se estudiarán las herramientas informáticas involucradas en la programación de estos sistemas. Finalmente, aplicar los conocimientos a la resolución de problemas reales prácticos de baja y media complejidad.
Competencias genéricas Competencias instrumentales Capacidad plantear y resolver problemas en la automatización de procesos industriales. 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. Competencias sistémicas Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. Habilidades de investigación. Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad). Habilidad para trabajar en forma autónoma. 5. Competencias previas de otras asignaturas Competencias previas Conocimientos generales sobre el campo de trabajo del Ingeniero Industrial, la problemática social en cuanto a empleo, regulación ambiental y laboral. Uso de las tecnologías para; identificar, acceder y manejar fuentes de información. Interés para la investigación. Conocimientos básicos en ciencias exactas (matemáticas) y en ciencias físicas (física y química). Conceptos básicos de circuitos eléctricos.
6. Temario No. Nombre Temas 1. Introducción a la automatización. 2. Controladores lógicos programables. 3. Simulación y programación de sistemas de producción con PLC s 4. Estaciones del sistema modular de producción. Subtemas 1.1 Conceptos básicos de automatización. 1.2 Neumática. 1.3 Señales eléctricas en controladores. 1.4 Simbología electro-neumática. 1.5 Introducción al sistema modular de producción. 2.1 Automatismos lógicos combinacionales. 2.2 Automatismos lógicos secuenciales. 2.3 Métodos de programación de PLC s. 2.4 Simulación de circuitos y programas. 2.5 Introducción PLC s siemens; logo, 200 y 300. 3.1 Direccionamiento PLC s 200 y 300. 3.2 Plataformas de programación PLC s 200 y 300. 3.3 Carga y respaldo de programas en PLC s. 3.4 Programación y puesta en marcha de PLC s en las estaciones de trabajo. 4.1 Estación de distribución. 4.2 Estación de clasificación. 4.3 Estación de verificación. 4.4 Estación de manipulación. 7. Actividades de aprendizaje Competencia específica y genéricas (a desarrollar y fortalecer por tema) Conocer los conceptos y la importancia de automatizar procesos industriales considerando el impacto económico, social y cultural. Tema Introducción a la automatización Actividades de aprendizaje Investigar los grandes paradigmas sobre la evolución de los procesos automatizados de manufactura, comentando los elementos principales que han sido pautas en el desarrollo de la competitividad global y avance científico. Identificar el nivel tecnológico, de la pirámide de automatización.
Competencia específica y genéricas (a desarrollar y fortalecer por tema) Analizar sistemas de control lógico con componentes eléctricos y neumáticos, utilizar el diseño lógico para controlar máquinas automáticas y procesos. También conocer la arquitectura, funcionamiento, características y aplicaciones de los controladores lógicos programables. Tema Actividades de aprendizaje Definir el concepto de un PLC y su Controladores lógicos programables. evolución. - Establecer el campo de acción de estos controladores. Definir las partes que componen un PLC tanto interna como externamente y establecer cómo se direcciona la memoria de un PLC. Diseñar programas de para PLC de baja y mediana complejidad. Diseñar programas para PLC para ejecutar un automatismo digital en base a temporizadores. Competencia específica y genéricas (a desarrollar y fortalecer por tema) Conocer los tipos de programación que aceptan la mayoría de los PLCs en la Industria. Tema Actividades de aprendizaje Conocer las instrucciones KOP, FUP Y Simulación y programación de sistemas de AWL más utilizadas. producción con PLC s. Manejo del simulador del PLC. Manejar de los menús básicos del STEP 7, Micro/WIN, y logosoft, tanto de programación como de depuración. Definir la manera en que se manipulan las señales binarias para la creación de un automatismo digital. Competencia específica y genéricas (a desarrollar y fortalecer por tema) Integrar los conocimientos básicos de la automatización industrial que permita operar el sistema modular de producción con que cuenta el laboratorio de ingeniería industrial. Tema Estaciones del sistema modular de producción. Actividades de aprendizaje Mediante el sistema modular de producción el alumno programará las estaciones de trabajo de distribución, clasificación, verificación y manipulación en ciclo único, continuo y automático / manual.
8. Prácticas (para fortalecer las competencias de los temas y de la asignatura). Se realizarán prácticas de funciones lógicas, temporizadores, contadores y ejercicios propuestos por el docente, utilizando el sistema modular de producción, las estaciones de trabajo (prácticas con plc s) y el robot en laboratorio de manufactura, con apoyo del software: Fluid Sim (simulador de circuitos electro-neumáticos de FESTO). LogoSOFT (software para micro - PLC s de SIEMENS). Microwin (software para PLC s de SIEMENS pequeños 200 s ). Step 7 de SIEMENS (software para PLC s medianos 300 s ). 9. Proyecto integrador (Para fortalecer las competencias de la asignatura con otras asignaturas). Análisis y Propuesta de Mejora de un Proceso Productivo Mediante la Automatización Industrial El proyecto integrador es una estrategia didáctica que consiste en realizar una serie de actividades sistemáticas con el fin de que el alumno identifique, interprete y proponga una solución a una problemática de un proceso productivo de una empresa real, que contribuya a afianzar los conceptos y habilidades desarrollados en la materia y que permitan a los alumnos implementar y evaluar en un entorno real el logro de las competencias planteadas. Contextualización y diagnóstico La principal razón de automatizar es el incremento de la productividad, ello se logra racionalizando las materias primas e insumos, reduciendo los costos operativos, reduciendo el consumo energético, incrementando la seguridad de los procesos, optimizando el recurso humano de la empresa y mejorando el diagnostico, supervisión y control de calidad de la producción. Los alumnos deberán ubicar una empresa de la localidad en la cual identificarán un proceso de manufactura que sea susceptible a ser automatizado parcial o totalmente, a un nivel básico y medio de complejidad, representarán sus propuestas mediante diagramas de movimientos, y diagramas de procesos en áreas de oportunidad para mejora, elaborarán propuestas de mejora sustentadas en el estudio de la automatización de procesos industriales y determinarán la factibilidad de llevar a cabo un proyecto de automatización. Fundamentación La automatización Industrial es un conjunto de técnicas basadas en sistemas capaces de recibir información del proceso sobre el cual actúan, realizar acciones de análisis,
organizarlas y controlarlas apropiadamente con el objetivo de optimizar los recursos de producción, como los materiales, humanos, económicos, financieros, etc. La automatización de una empresa dependiendo del proyecto puede ser parcial o total, y se puede ajustar a procesos manuales o semi-automáticos. Para llevar a cabo la detección de la problemática, como para realizar las propuestas de mejora los estudiantes deberán fundamentarse en las características y necesidades del proceso o empresa., Planeación Para realizar esta actividad los alumnos deberán haber cubierto al menos el 60% de los temas de la materia, deberán integrarse por equipos y formular una estrategia para la realización de la actividad, en caso de que la empresa les solicite un oficio de presentación para permitirles el acceso, deberán solicitarlo al jefe del departamento del área. Ejecución Para la realización de esta actividad los alumnos contarán con un plazo de 30 días naturales, pudiendo solicitar la asesoría del docente en cualquier momento de la actividad, al finalizar la actividad, deberán integrar un reporte final con la siguiente estructura: Portada. Índice. Introducción. Justificación. Objetivos generales y específicos. Descripción de la empresa y del proceso que se consideró. Problemática detectada. Alcances y limitaciones de la Propuesta de Mejora. Fundamentos teóricos. Procedimiento y descripción de la propuesta de mejora. Resultados, planos, gráficas y programas. Conclusiones y recomendaciones. Referencias bibliográficas. Evaluación Antes de diseñar e implementar algún proyecto de automatización, primeramente se recomienda establecer concretamente cual es o son los objetivos de llevarlo a cabo, y para ello es recomendable hacer un análisis FODA, para conocer la situación actual de la empresa. De este modo el o los proyectos de automatización solo tendrán éxito si y solo si coinciden con las metas y estrategias de las organización. Para la evaluación de esta actividad se considerarán los siguientes criterios: Define adecuadamente el proceso de manufactura analizado, ocupando las herramientas necesarias para su presentación, (diagramas, gráficos, propuestas de mejora, etc.) Identifica y sustenta adecuadamente la problemática detectada, utilizando las herramientas necesarias consideradas en la materia. Elabora propuesta de solución factibles, debidamente sustentadas teóricamente
Comunica adecuadamente sus resultados al realizar un reporte bien estructurado, con redacción coherente y clara, sin faltas de ortografía. Presenta y defiende con argumentos claros sus hallazgos y propuestas de mejora planteadas. Socialización Los proyectos de automatización deben ser el motor que impulsa y motiva a los directivos a invertir en tecnología que serán usadas en sus procesos de producción para que las empresas sean competitivas a nivel local, nacional, regional y mundial. Una de las preguntas claves que realiza el empresario al proponérsele un proyecto de automatización es si ese proyecto logrará resolver el o los problemas para los cuales se diseñó o si incrementará las ganancias de la empresa. Al finalizar la actividad deberán elaborar una presentación ejecutiva de su proyecto, misma que presentarán en plenaria ante el grupo, en la cual deberán presentar y defender con argumentos claros y debidamente sustentados sus hallazgos y propuestas de mejora planteadas, con la finalidad de realizar una autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación. 10. Evaluación por competencias (específicas y genéricas de la asignatura). Exámenes escritos y orales de los contenidos temáticos (individuales y grupales). Resolución de problemas prácticos. Reportes de prácticas y visitas industriales. Reportes de investigación. Mapas mentales y conceptuales. Exposición por parte del alumno. Participación en clase. Realizar cuestionarios. Fichas de trabajo bibliográficas. Portafolio de evidencias electrónicas, el cual puede incluir mapas conceptuales y mentales, esquemas, cuadros sinópticos. 11. Fuentes de información (actualizadas considerando los lineamientos de la APA*) Groover, Mikell P. (2000). Automation Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing. Second Edition. US, Prentice Hall.
Balcells, Josep & Romeral, José Luis. (1997). AUTOMATAS PROGRAMABLES. 1ra edición. Marcombo, S.A. Castro, Gil & Alonso, Manuel. (2007). COMUNICACIONES INDUSTRIALES: PRINCIPIOS BÁSICOS. Universidad Nacional de Educación a Distancia. Cerro, Enrique & Pina, Cano (2004). COMUNICACIONES INDUSTRIALES. Ediciones CEYSA. Perez, Mandado Enrique. (2004). AUTÓMATAS PROGRAMABLES. ENTORNO Y APLICACIONES. 1ª edición., 3ª imp.(11/2004). Ediciones Paraninfo. S.A. Piedrafita, Moreno Ramón. (2004). Ingeniería de la automatización industrial. 2da edición. Mexico, Alfaomega. Rentería, Arantxa & Rivas, María. (2000). Robótica industrial: Fundamentos y aplicaciones. España, McGraw Hill. Romera, Juan Pedro. (1194). AUTOMATIZACIÓN. PROBLEMAS RESUELTOS CON AUTÓMATAS PROGRAMABLES. Ediciones Paraninfo. S.A. * American Psychological Association (APA)