Nombre de la asignatura: Sistemas de Automatización. Clave: MPING-0253 Línea de trabajo: Automatización y Sustentabilidad Tiempo de dedicación del estudiante a las actividades de: DOC- TIS-TPS - Horas Totales - Créditos. 48 20 100-168 - 6 DOC: Docencia; TIS: Trabajo independiente significativo; TPS: Trabajo profesional supervisado. 1. Historial de la asignatura. Fecha revisión/actualiza Participantes ción Instituto M. en C. Hernando Chagolla Gaona M. Tecnológico de M. en C. Martin Vega Terrazas Querétaro Mayo Dr. Raúl Ramírez López de 2011. Observaciones, cambios o justificación. Sept. 2014 M. en C. Hernando Chagolla Gaona. Modificación contenidos para estandarizar a nivel nacional con la DGEST. 2. Pre-requisitos y correquisitos. Conocimientos de electrónica, sistemas digitales, microprocesadores. 3. Objetivo de la asignatura. Proporcionar al alumno las herramientas y los criterios necesarios para la automatización de procesos de producción y equipos individuales. 4. Aportación al perfil del graduado. Esta materia es de suma importancia en la automatización, dado que actualmente el control automático de procesos es fundamental para brindar brindar seguridad, velocidad, precisión, registro de datos, interacción entre líneas de producción, configuración, diagnóstico y supervisión remotos. También es importante dado que en el control de procesos hay una gran cantidad de
fabricantes de equipo y software, lo que complica la comunicación y compatibilidad entre ellos, en esta materia se atienden conceptos que permiten que se conozcan diferentes controladores como diferentes plataformas de equipo como de software puedan interactuar de manera transparente al usuario y con la menor inversión en sistemas de acoplamiento e interfase. 5. Contenido temático. 1 Sensores Unidad Temas Subtemas Objetivo: Familiarizarse con los sensores digitales. 2 Electroneumática. Objetivo: Familiarizarse en el manejo de simbología, diagramas de control eléctrico y operación de elementos electroneumáticos.. 3 Electrohidráulica. Objetivo: Familiarizarse con la operación de sistemas 1.1 Funcionamiento de los Sensores Digitales. 1.2 Estándares de comunicación de sensores. 1.3 Configuración de un sistema con sensores digitales. 2.1 Simbología de elementos neumáticos. 2.2 Diagramas de Control Eléctrico. 2.3 Aplicaciones de control utilizando elementos neumáticos. 3.1 Simbología de elementos hidráulicos. 3.2 Aplicaciones de Control utilizando elementos electrohidráulicos, 1.1.1 Estructura interna de un sensor digital. 1.1.2 Tipos de sensores digitales. 1.2.1 I 2 C 1.2.2 Hart 1.2.3 ASI 1.3.1 Configuración y uso de sensores digitales. 2.1.1 Descripción de los diferentes tipos de elementos neumáticos. 2.1.2 Identificación de simbología y su elemento físico. 2.1.3 Comprensión del uso de los elementos por individual. 2.2.1 Describir la operación de un diagrama de control eléctrico básico. 2.2.2 Diagramas de control eléctrico con el uso de tiempos. 2.2.3 Diagramas de control eléctrico interactuando con actuadores neumáticos, eléctricos y mecánicos. 2..3.1 Uso de botoneras de control, para hacer aplicaciones de control neumático. 3.1.1 Descripción de los diferentes tipos de elementos hidráulicos. 3.1.2 Identificación de simbología y su elemento físico. 3.1.3 Comprensión del uso de los
Unidad Temas Subtemas electrohidráulicos. elementos por individual. 3.2.1Diagramas de control eléctrico con el uso de tiempos. 3.2.2 Diagramas de control eléctrico interactuando con actuadores eléctricos e hidráulicos. 3.2.3 Uso de botoneras de control, para hacer aplicaciones de control hidráulico y neumático. 4 Controladores Lógicos Programables Objetivo: Conocer los conceptos necesarios para comprender el uso de controladores lógicos programables y su interconexión. 4.1 Arquitectura de un PLC 4.2 Tipos de Programación y Programación. 4.3 Bloques de función de PLC s. 4.4 Comunicaciones entre PLC s y OPC 4.5 Sistemas SCADA.. 4.1.1 Características generales de operación de un PLC. 4.1.2 Descripción general de la evolución del PLC. 4.1.3 Descripción de las funciones de un PLC. 4.1.4 Descripción del mapa de memoria de un PLC. 4.2.1 Tipos de programación de un PLC. 4.2.2 Descripción general de las instrucciones de un PLC. 4.2.2 Programación básica de un PLC. 4.2.3 Uso de temporizadores y Controladores. 4.2.4 Uso de entradas y salidas analógicas. 4.2.4 Aplicaciones en el control de procesos. 4.3.1 Descripción del uso de bloques de función. 4.3.2 Bloques de función de control. 4.3.3 Bloques de función PWM/PTO 4.3.4 Bloques de función para comunicaciones. 4.4.1 Comunicación por OPC. Configuración OPC Controladores SIEMENS.
Unidad Temas Subtemas 4.4.2 Configuración OPC Controladores Allen Bradley. 4.4.3 Configuración OPC Lab View. 4.4.4 Red Industrial con múltiples estándares /múltiples controladores 4.5.1 Descripción de Sistema SCADA. 4.5.2 Programas y Controladores tipo SACADA. 4.5.3 Configuración de una aplicación. 4.5.4 Configuración de alarmas 5 Control numérico Computarizado Objetivo: Familiarizarse con el manejo de sistemas de control numérico. 5.1 Sistemas de Control Numérico. 5.2 Programación de una máquina de control numérico 5.1.1 Introducción al Control Numérico. 5.1.2 Sistemas de Control numérico en la industria. 5.2.1 Descripción de una máquina de control numérico. 5.2.1 Programación básica de una máquina de control numérico. 5.2.3 Aplicación con una máquina de Control Numérico. 6. Metodología de desarrollo del curso. Al inicio dar un panorama amplio de lo que son las comunicaciones, sobretodo para estudiantes que no tienen antecedentes de las comunicaciones por su formación previa. A partir de la Unidad 2, se recomienda realizar la materia de una manera muy práctica. En la Unidad II se pueden utilizar analizadores de protocolos para poder mostrar al estudiante como se forman y envían los paquetes a través de la red, así como las diferencias básicas entre Ethernet y Ethernet industrial. En la Unidad 3 se dan los conceptos básicos de diferentes buses industriales, sobretodo PROFIBUS y DEVICE NET, los cuales dominan el mercado internacional, uno por SIEMENS y el otro por Allen Bradley. Se debe contar con una red PROFIBUS y Otra DEVICE NET, de otro modo estas unidades no podrán tener el provecho necesario. Así mismo se presentará el bus CAN con tarjetas de comunicación con este estándar y se realizará al menos una práctica con este estándar. Las otras unidades son completamente prácticas pues se harán configuraciones de servidores WEB, acceso remoto desde INTERNET, configuraciones con OPC, del cual se debe contar con licencias adecuadas para SIEMENS, ALLEN BRADLEY y LAB VIEW. Por último se deben hacer prácticas con un sistema SCADA y con WINCC de SIEMENS o algún otro. Es importante que se realice el
control de procesos por múltiples controladores con estándares diversos de comunicación y diferentes plataformas de software. 7. Sugerencias de evaluación. Se sugiere evaluar con al menos dos exámenes, con la realización de prácticas las cuales podrán ser realizadas por equipos de hasta dos integrantes y por la realización de un proyecto, que integre los conocimientos adquiridos, el cual puede ir acorde al proyecto de la tesina o tesis. 8. Bibliografía y Software de desarrollo. www.profibus.org www.automatas.org 1.Modbus Messaging Implementation Guide V1.0a -www.modbus- IDA.org www.can-cia.org 2.Menascé Daniel A. Capacity planning for web performance: metrics, models and methods. Prentice Hall. 1998. ISBN 0136938221. 3.Comunicaciones industriales: principios básicos. Manuel-Alonso Castro Gil [et al.]. Madrid : UNED, 2007 4.Comunicaciones industriales : sistemas distribuidos y aplicaciones. Manuel-Alonso Castro Gil [et al.]. Madrid : UNED, 2007 5.Profesional Eclipse 3 para desarrolladores Java. Berthold Daum. Madrid. Anaya Multimedia,2005 Aguilar Enrique Cerro. Comunicaciones Industriales. CEYSA.2004. 6.Peña Joan Domingo. Comunicaciones en el entorno industrial. UOC. 2003.ISBN 9788497880039. 7. S. Brian Morriss, "Programmable Logic Controllers", Prentice Hall, ISBN 0-13-095565-5, 2000
Manual de Siemens STEP 7 S7-200. 8.Crane. Flujo de fluidos en válvulas, accesorios y tuberías. Vafilsa S.A (trad.) Revisión: Clemente Reza. Ed. McGraw-Hill. 215p. ISBN 968-451-846-3 9. Deppert W. / K. Stoll. Aplicaciones de Neumática. Ed. Marcombo, 1991. España, Barcelona. 162 p. ISBN 8426702066 10.FESTO DIDACTIC, Iniciación Al Personal De Montaje Y Mantenimiento. Manual De Estudio. Manual de estudio. Edición de 1971. Festo Didactic. 244 p. Referencia biblioteca UCIIIM: L/S 621.51/.54 MEI 11 FESTO DIDACTIC. Catálogos FESTO DIDACTIC 2010. Obtenidos de la página web de FESTO e introducidos en el contenido del CD-ROM adjunto al trabajo. 12 Alique, López J. Ramón; Control Numérico de las máquinas herramienta, editorial: UNAM, 1981. 13 D'addea y Quaranta, Machine utensili a controllo numerico. EdItorial: Tecniche nuove milano 1981, 14 Ertell, Glennn G., Control numérico, Editorial: Industrial Press Inc, 1972. 15 Ferre, Rafael, Sistemas CAM (fabricación asistida por computadora), Editorial: Marcombo, Serie mundo electrónico, 1982. 9. es propuestas. Unidad 1. Sensores Realizar un trabajo de investigación documental sobre los conceptos fundamentales de sensores digitales. Participar en un foro de discusión a través de la web. Desarrollar un resumen sobre las características conceptuales de los diferentes estándares de comunicaciones para sensores. Desarrollar un trabajo de exposición sobre la unidad. Unidad 2. Electro-neumática. Realizar un trabajo de investigación
documental. Participar en un foro de discusión a través de la web. Desarrollar un resumen sobre las características de los diferentes elementos neumáticos. Desarrollar un trabajo de exposición sobre la unidad, acerca de una aplicación industrial. Desarrollo de prácticas. Unidad 3. Electro-hidráulica Realizar un trabajo de investigación documental Desarrollar por lo menos 2 prácticas de laboratorio en donde se usen elementos hidráulicos. Desarrollar un estudio de la aplicación de los elementos electrohidráulicos en la industria. Unidad 4. Controladores Lógicos Programables. Realizar una investigación de campo Participar en un foro de discusión a través de la web. Definir una propuesta de solución a un problema específico con el uso de un PLC. Desarrollar por lo menos una aplicación de control y una de comunicaciones entre diferentes tipos de PLC s. Desarrollo de un sistema en ambiente SCADA.
Unidad 5 Control Numérico Computarizado. Manejo y programación de un torno de Control Numérico. Diseño y desarrollo de una pieza con el uso de una máuina de Control numérico. 10.- Nombre del catedrático responsable: M. en C. Hernando Chagolla Gaona.