1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: Horas teoría-horas práctica-créditos Controladores Lógicos Programables Ingeniería Electrónica ACM-0801 3-3 - 8 2.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos, Enero del 2008 Participantes Academia Eléctrica y Electrónica del Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos Observaciones (cambios y justificación) Propuesta de contenidos temáticos 3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA A). RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS DEL PLAN DE ESTUDIO Anteriores Posteriores Asignaturas Temas Asignaturas Temas Electrónica Digital -Todos Control de -Sistemas I y II procesos II control aplicaciones Programación -Diagramas de flujo -Lógica de programación de y B).- APORTACIÓN DE LA ASIGNATURA AL PERFIL DEL EGRESADO Proporciona los conocimientos para diseñar sistemas de control automático aplicados en la industria.
Permite el manejo de manuales para la selección, instalación y mantenimiento de los PLC s. 4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Conocer y comprender la arquitectura, funcionamiento, programación, configuración, instalación y operación de los controladores lógicos programables. Así también, implementar sistemas de control automático en aplicaciones industriales utilizando controladores lógicos programables. 5.-TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 Introducción al controlador 1.1 Antecedentes de los controladores lógico programable lógicos programables. 1.2 Terminología. 1.3 Tareas de un PLC. 1.4 Principios de un sistema automático. 2 Arquitectura de los controladores lógicos programables 1.5 Opciones tecnológicas de automatismo. 2.1 Diagrama a bloques de un controlador lógico programable. 2.2 La CPU. 2.3 Memorias del PLC. 2.4 Interfases de entrada - salida. 2.5 Modos de operación. 2.6 Ciclo de funcionamiento. 2.7 Tiempo de ejecución y control en tiempo real. 2.8 Dispositivos periféricos y de programación. 3 Diseño de automatismo 3.1 Diagrama de contactos. 3.2 Diagrama de funciones. 3.3 Listado de instrucciones. 3.4 Representación GRAFCET 3.5 Ejecución de programas. 3.6 Funciones algebraicas. 3.7 Diagramas lógicos. 4 Bloques funcionales 4.1 Bloques de funciones generales. 4.2 Bloques de funciones específicas. 4.3 Bloques de funciones de expansión.
5 Estructuras de programación 5.1 Programación estructurada. 5.2 Programación multitarea. 5.3 Parametrización de modos funcionales. 6 Redes con controladores lógicos programables 6.1 Protocolos de comunicación. 6.2 Buses de campo. 6.2.1 Multiplexores de entrada y salida. 6.3 Comunicación de PLC s con la computadora. 6.4 Redes industriales. 6.4.1 LAN. 6.4.2 Ethernet. 6.4.3 PROFIBUS. 6.4.4 MODBUS 6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS Diagramas de flujo Álgebra Booleana Lógica secuencial 7.- SUGERENCIAS DIDACTICAS Estimular al alumno al desarrollo de su pensamiento lógico y creativo. Propiciar la búsqueda de información técnica de los distintos fabricantes de PLC s. Fomentar el uso de software de programación para PLC. Fomentar el manejo de simuladores que optimicen el tiempo para prácticas. Promover al inicio de cada tema un problema práctico. Estimular la formación de comunidades de aprendizaje (trabajo en equipo). Fomentar el control de procesos por PLC. Realizar proyectos finales aplicando el PLC. 8.- SUGERENCIAS DE EVALUACION Revisar los reportes y actividades realizadas en el laboratorio de acuerdo con un formato definido en la primera clase. Aplicar exámenes escritos considerando solamente un porcentaje de la calificación total.
Considerar la participación en las actividades programadas en la materia: Participación en clase. Cumplimiento de tares y ejercicios. Asistencia. Participación en congresos o concursos. Propiciar la realimentación continua. Considerar el desempeño integral del alumno. Revisar el desarrollo de la investigación documental. Revisar el avance y conclusión del proyecto. 9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1.- Introducción al controlador lógico programable. Conocer la 1.1.- Conocer la historia de los PLCs. terminología de los 1.2.- Definir los conceptos utilizados en los controladores lógicos PLC s. programables y 1.3.- Establecer el campo de acción de comprender la estos controladores. estructura de un 1.4.- Identificar los bloques de un sistema sistema de control automático. automático. 1.5.- Comparar las diferentes técnicas de la elaboración de un automatismo. 1,2,4, 5 Unidad 2.- Arquitectura de los controladores lógicos programables. Comprender la arquitectura interna y externa, así también su modo y ciclo de operación 2.1.- Definir los bloques de la arquitectura del PLC. 2.2.- Describir los componentes de la CPU y su funcionamiento. 2.3.- Explicar los tipos de memoria que tiene el CPU y sus tareas específicas. 2.4.- Describir los diferentes circuitos entrada y salida utilizados como interfaces del PLC. 2.5.- Especificar los diferentes tipos entradas y salidas que se utilizan los PLC s. 2.6.- Describir los diferentes dispositivos que se utilizan para programar y modificar los automatismos realizados 2, 3, 4. 5
por los PLC. 2.7.- Definir los modos de operación del Plc. 2.8.- Definir el ciclo de operación del PLC. 2.9.- Explicar los tiempos de operación del PLC. 2.10.- Explicar las interrupciones en el control en tiempo real de sistemas automáticos. Unidad 3.- Diseño de automatismo Aprender las 3.1.- Explicar y definir los diferentes tipos diferentes formas de de representación que se emplean para elaborar e programar los PLC s. implementar un 3.2.- Explicar los conceptos de automatismo. programación. 3.3.- Explicar las formas de ejecución de programas. 3.4.- Definir las acciones a seguir en la regulación de un proceso. 3.5.- Definir algebraicamente las funciones a programar en el PLC. 3.6.- Realizar diagramas escalera para controlar un sistema. 3.7- Realizar la representación de diagramas lógicos de automatización. 3.8.- Realizar automatismos utilizando diagramas de funciones 3.9.- Realizar automatismos utilizando listado de instrucciones. 3.10.- Realizar automatismos utilizando la representación de GRAFCET. Unidad 4.- Bloques funcionales Aprender a utilizar 4.1.- Describir el funcionamiento de los diferentes bloques biestables, temporizadores, bloques funcionales contadores, desplazamiento de en la automatización registros. de sistemas. 4.2.- Describir y aplicar los bloques de carga y transferencia, comparación de datos, instrucciones lógicas entre palabras, funciones aritméticas y
funciones de conmutación. 4.3.- Explicar los bloques específicos con que puede contar un PLC específico. 4.4.- Explicar los bloques que permiten la expansión con otros dispositivos. Unidad 5.- Estructuras de programación Aprender a utilizar 5.1.- Elaborar autómatas programados en los diferentes forma secuencial aplicando bloques funcionales condicionales o incondicionales. en la automatización 5.2.- Desarrollar e implementar programas de sistemas. multitareas utilizando subrutinas. 5.3.- Realizar practicas utilizando programas secuenciales y multitareas. Unidad 6.- Redes con controladores lógicos programables Conocer e 6.1.- Describir los diferentes tipos implementar las protocolos de comunicación del PLC. diferentes 6.2.- Realizar la comunicación PLC-PC. tecnologías para la 6.3.- Realizar una red entre el PLC-PC comunicación de los 6.4.- Describir la estructura de la red, PLC s en las protocolo y nivel de aplicación del aplicaciones funcionamiento de los llamados buses industriales de campo como son MODBUS y PROFIBUS. 6.5.- Describir el funcionamiento de los multiplexores de entradas y salidas. 6.6.- Describir el protocolo y la aplicación de los diferentes tipos de redes LAN existentes en las aplicaciones industriales. 6.7.- Describir la estructura de la red, su protocolo así como el nivel de aplicación de las redes ETHERNET. 10. FUENTES DE INFORMACIÓN 1. Balcells, Joseph, Romeral, José Luis, Autómatas programables, Ed. Alfaomega Marcombo.
2. Batten, George L., Programmable Controllers, Ed. TAB PRB. 3. Bolton, W., Programmable Logic Controllers, Ed. Elsevier Newnes, Cuarta edición. 4. García Moreno, Emilio, Automatización de procesos industriales, Ed. Alfaomega. 5. Hackworth, J.R. y Frederick D. Hackworth Jr., Programmable Logic Controllers: Programming Methods and Applications, Ed. Newnes, Tercera edición. 6. Johnson, David G., Programmable Controllers for Factory Automation, Ed. Marcel Dekker. 7. Jones, C. T., Bryan, L. A., Programmable Controllers Concepts & Applications, Ed. IPC/ASTEC. 8. Mandado Pérez, Enrique, Acevedo, Jorge Marcos, López, Serafín Alfonso, Controladores lógicos y autómatas programables, Ed. Alfaomega Marcombo. 9. Piedrafita Moreno, Ramón, Ingeniería de la automatización industrial, Ed. Alfaomega RAMA. 10. Porras, A., Montanero, A. P., Autómatas programables, Ed. Mc Graw-Hill. 11. Parr, E.A., Programmable Controllers an engineer s guide, Ed. Newnes, Tercera edición. 13. Webb John, Programmable Logic Controllers, Principles and applications, Ed. Merrill. 11.- PRACTICAS Practicas aplicando temporizadores, contadores y registros de corrimiento. Aplicación de un controlador de ancho de pulso Control de un elevador eléctrico Implementación de sistemas automáticos Control de velocidad de motores eléctricos. Control de nivel de un tanque Control de temperatura. Control de flujo. Realizar una estación de monitoreo de un sistema. Realizar una estación de control de un sistema.