Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 1 de 13 INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA DEL PERIODO FEBRERO-JUNIO 2014 Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: INSTRUMENTACIÓN ELÉCTRICA AEF-1038 Horas teoría-horas práctica-créditos: 3-2-8 1. Caracterización de la asignatura Esta asignatura aporta al perfil del egresado de las carreras de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Mecatrónica, Petrolera y Energías Renovables, la siguiente competencia: selecciona, aplica, opera, mantiene y calibra instrumentos para el control automático y la medición de variables existentes en los procesos industriales. El programa de instrumentación surge del análisis de las competencias que debe tener el ingeniero, para desarrollar aplicaciones que mejoren la operación de los procesos industriales y productivos, a cualquier escala. En la asignatura se analizan los componentes de un sistema de instrumentación, medición y control. Se consideran los conceptos generales y los estándares que norman la aplicación de instrumentos en la industria. Además, se fundamenta el comportamiento de sensores, acondicionadores de señal, actuadores y controladores para su aplicación en la automatización de sistemas, considerando la importancia de éstos en el cumplimiento de las normas de calidad y ambientales que rigen los procesos industriales. Permite fortalecer en el estudiante la competencia de la comprensión de textos en lengua extranjera, para interpretar la información sobre instalación y operación de instrumentos. En la parte final del programa se revisan los elementos que conforman el control asistido por computadora, proporcionando las bases de la instrumentación virtual con la aplicación de las tecnologías de información y comunicaciones (TIC s), donde la interface hombre-máquina determina la interacción óptima con el proceso. Esta asignatura se relaciona con Mediciones Eléctricas o Metrología y las correspondientes al bloque de Electrónica Analógica, que desarrollan en el estudiante competencias como: manejo de equipo de medición y prueba de variables eléctricas y mecánicas, comprensión de sistemas de acondicionamiento de señal y diseño de sistemas electrónicos.
Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 2 de 13 La asignatura soporta a otras directamente vinculadas con el desempeño profesional, en las cuales se desarrollan aplicaciones de la ingeniería para la solución de problemas en la industria, que requieren el diseño y construcción de sistemas de instrumentación y automatización. 2. Objetivo(s) general(es) del curso. Competencias específicas a desarrollar Selecciona, aplica, calibra y opera los instrumentos de medición y control para automatizar los procesos industriales, mediante la configuración y programación adecuada de los mismos. 3. Instrumentación didáctica por unidad Unidad: I Tema: Introducción a la instrumentación. Competencia específica de la unidad Aplica las Normas SAMA e ISA para desarrollar un DTI (Diagrama de Tuberías e Instrumentos) Identifica y aplica los criterios para selección de instrumentos Criterios de evaluación de la Unidad 1. Realizar un diagrama semigráfico de un proceso industrial utilizando simbología ISA. (La ponderación para este es de 20 % de la 2. Investigación de 2 o más artículos sobre el tema. (La ponderación para este es de 10 % de la calificación de la unidad). 3. Entrega del mapa conceptual y resumen de la unidad. (La calificación para esta actividad es de 15 % de la 4. Participación en clases en forma individual y por grupos. (La ponderación para esta actividad es de 10 % de la 5. Se hará examen de la unidad. (La ponderación 45 % de la
Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 3 de 13 Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas No. Sesiones Interpretar los conceptos básicos de la instrumentación Investigar la importancia de las variables físicas en los procesos industriales Analizar los parámetros de desempeño de un instrumento de medición. Investigar los criterios para la clasificación de instrumentos. Investigar otras normas utilizadas en instrumentación. Generar DTI s utilizando herramientas computacionales Realizar visitas industriales y aportar comentarios (y mejoras) sobre los procesos observados, en forma oral y escrita Se dará a conocer la aportación de la asignatura al perfil del egresado, se establecerán las estrategias de enseñanza y los mecanismos de evaluación para la materia. Se solicitará una Investigación sobre conceptos básicos y definiciones de instrumentación. Se explicará cada uno de los conceptos y definiciones sobre la instrumentación. Se explicará la simbología y normas ISA y SAMA que son utilizadas en la representación de procesos industriales. Se presentarán la metodología para realizar un plano de proceso real, utilizando la simbología y norma ISA. Capacidad de abstracción, análisis y síntesis Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Capacidad para organizar y planificar el tiempo Capacidad de comunicación oral y escrita Habilidades en el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. Habilidades interpersonales. Capacidad de trabajo en equipo. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas Habilidad para trabajar en forma autónoma. Preocupación por la calidad 6 con examen
Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 4 de 13 Fuentes de información Quirino Jiménez Domínguez, Antología de la materia de Instrumentación. http://www.wordpress.instrumentacionycontrol.com Antonio Creus, Instrumentación Industrial, Ed. Marcombo. Enríquez Harper, El ABC de la Instrumentación en el control de procesos industriales, Ed. Limusa. Curtis D. Johnson, process control instrumentation technology, Ed.Prentice Hall Calendarización de evaluación (semanas): Apoyos didácticos: Pizarrón Proyector Multimedia Material didáctico de la unidad 1(Antología del blog). (11) Sem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 T.P. Δ T.R. Δ = Evaluación diagnóstica. = Evaluación formativa. Ο = Evaluación sumativa. TP= Tiempo planeado TR=Tiempo real Fecha de elaboración: 14 DE ENERO DE 2014
Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 5 de 13 Unidad: II Tema: Sensores, transductores y transmisores Competencia específica de la unidad Identifica y comprende los principios de funcionamiento de sensores y transmisores para su selección en base a la aplicación Conoce las técnicas de calibración de sensores y transmisores para garantizar el funcionamiento de estos instrumentos Criterios de evaluación de la Unidad 1. Entrega del mapa conceptual y resumen de la unidad. (La calificación para esta actividad es de 10 % de la 2. Investigación de 2 o más artículos sobre el tema. (La ponderación para este es de 5 % de la calificación de la unidad). 3. Participación en clases en forma individual y por grupos. (La ponderación para esta actividad es de 5 % de la 4. Se hará examen de la unidad. (La ponderación para esta actividad es de 40 % de la calificación de la unidad). 5. Se hará práctica de la unidad. (La ponderación para esta actividad es de 40 % de la Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas No. Sesiones Investigar los principios de funcionamiento de sensores y transmisores. Identificar cómo se define el modelo de un instrumento en los catálogos de los fabricantes. Relacionar las características comerciales de sensores y transmisores de diferentes marcas, analizando manuales de fabricantes. Seleccionar el tipo de sensor y/o transmisor adecuado a una aplicación del contexto real, en forma individual y grupal. Calibrar sensores y transmisores Se dará la definición de sensores y transmisores en forma genérica. Se dará la clasificación de los sensores de presión, temperatura, nivel y flujo. Se dará los puntos importante para la selección de del sensor. Se explicará el principio de operación de un transmisor industrial. Se dará la técnica de calibración de un sensor y/o Capacidad de abstracción, análisis y síntesis Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Capacidad para organizar y planificar el tiempo Capacidad de comunicación oral y escrita Habilidades en el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación. Capacidad para identificar, 10 con Examen
Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 6 de 13 un transmisor. Se explicará el método para linealizar sensores utilizando dispositivos electrónicos analógicos y/o digitales. plantear y resolver problemas. Habilidades interpersonales. Capacidad de trabajo en equipo. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas Habilidad para trabajar en forma autónoma. Preocupación por la calidad Fuentes de información Quirino Jiménez Domínguez, Antología de la materia de Instrumentación. http://www.wordpress.instrumentacionycontrol.com Antonio Creus, Instrumentación Industrial, Ed. Marcombo. Enríquez Harper, El ABC de la Instrumentación en el control de procesos industriales, Ed. Limusa. Curtis D. Johnson, process control instrumentation technology, Ed.Prentice Hall Apoyos didácticos: Pizarrón Proyector Multimedia Material didáctico de la unidad 1(Antología del blog). Calendarización de evaluación (semanas): Sem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 T.P. T.R. Δ = Evaluación diagnóstica. = Evaluación formativa. Ο = Evaluación sumativa. TP= Tiempo planeado TR=Tiempo real Fecha de elaboración: 14 DE ENERO DE 2014
7 Nombre del formato: Formato para la Instrumentación Didáctica Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 7 de 13 Unidad: III Tema: Actuadores. Competencia específica de la unidad Clasifica y selecciona los tipos de actuadores en base a sus características para utilizarlos en los procesos industriales. Selecciona válvulas de control para modificar o controlar variables en base a los requerimientos del proceso Criterios de evaluación de la Unidad 1. Entrega del mapa conceptual y resumen de la unidad. (La calificación para esta actividad es de 10 % de la 2. Investigación de 2 o más artículos sobre el tema. (La ponderación para este es de 5 % de la calificación de la unidad). 3. Participación en clases en forma individual y por grupos. (La ponderación para esta actividad es de 5 % de la 4. Se hará examen de la unidad. (La ponderación para esta actividad es de 40 % de la calificación de la unidad). 5. Se hará práctica de la unidad. (La ponderación para esta actividad es de 40% de la calificación de la unidad).
Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 8 de 13 Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas No. Sesiones Investigar tipos de actuadores y sus características, así como su aplicación en la instrumentación de procesos. Exponer principios de operación de Actuadores neumáticos y eléctricos Seleccionar el tipo de actuador con respecto a la aplicación del contexto industrial Realizar un cuadro sinóptico para la selección de actuadores neumáticos e hidráulicos Realizar una tabla de clasificación y características de válvulas de control incluyendo sus aplicaciones Identificar las partes constitutivas de los actuadores y válvulas Analizar la información proporcionada por manuales de actuadores y válvulas de diversas marcas Seleccionar la válvula adecuada para un proceso del contexto real Se dará a conocer los tipos de actuadores utilizados en la instrumentación de procesos industrial Se explicará los tipos de válvulas de control utilizados en la instrumentación de procesos industrial Se explicará los tipos de pistones utilizados en la instrumentación de procesos industrial Se darán los criterios para hacer la selección adecuada de un actuador industrial por medio de las características del fabricante. Se desarmará una válvula de control neumática para que el alumno detalle las partes con que está compuesta y sepa dar mantenimiento preventivo y correctivo Capacidad de abstracción, análisis y síntesis Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Capacidad para organizar y planificar el tiempo Capacidad de comunicación oral y escrita Habilidades en el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. Habilidades interpersonales. Capacidad de trabajo en equipo. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas Habilidad para trabajar en forma autónoma. Preocupación por la calidad 6 con Examen Fuentes de información Quirino Jiménez Domínguez, Antología de la materia de Instrumentación. http://www.wordpress.instrumentacionycontrol.com Antonio Creus, Instrumentación Industrial, Ed. Marcombo. Enríquez Harper, El ABC de la Instrumentación en el control de procesos industriales, Ed. Limusa. Apoyos didácticos: Pizarrón Proyector Multimedia Material didáctico de la unidad 1(Antología del blog).
Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 9 de 13 Curtis D. Johnson, process control instrumentation technology, Ed.Prentice Hall Calendarización de evaluación (semanas): Sem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 T.P. T.R. Δ = Evaluación diagnóstica. = Evaluación formativa. Ο = Evaluación sumativa. TP= Tiempo planeado TR=Tiempo real Fecha de elaboración: 14 DE ENERO DE 2014 Unidad: IV Tema: Controladores. Competencia específica de la unidad Comprende los modos de control para seleccionar y sintonizar el controlador adecuado al proceso Aplica las técnicas de sintonización de controladores para configurar los parámetros de desempeño del instrumento Criterios de evaluación de la Unidad 1. Entrega del mapa conceptual y resumen de la unidad. (La calificación para esta actividad es de 15 % de la 2. Investigación de 2 o más artículos sobre el tema. (La ponderación para este es de 10 % de la calificación de la unidad). 3. Participación en clases en forma individual y por grupos. (La ponderación para esta actividad es de 5 % de la
7 Nombre del formato: Formato para la Instrumentación Didáctica Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 10 de 13 4. Se hará práctica de la unidad. (La ponderación para esta actividad es de 70 % de la calificación de la unidad). Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas No. Sesiones Investigar los tipos de control utilizados en la instrumentación de procesos Analizar los efectos de los modos de control en un proceso industrial Seleccionar los modos de control adecuados al tipo de proceso definido por el docente dentro del contexto real Aplicar técnicas de sintonización de controladores para analizar el desempeño del instrumento. Analizar las características de controladores de diversas marcas en los manuales del proveedor Configurar y/o programar un controlador para integrar un lazo de control Se dará a conocer las aplicaciones que tienen los sistemas de lazo abierto y lazo cerrado Se explicará los modos de control como son: Proporcional, Integral y Derivativo, aplicado a la instrumentación. Se dará los criterios de selección de un controlador. Se dará la metodología de sintonización de Zingler- Nichols Se dará la metodología para sintonizar un controlador para un proceso industrial Se dará los pasos de uso para acceder al menú del controlador electrónico 741C de la marca Foxboro de la planta piloto MER-1 Capacidad de abstracción, análisis y síntesis Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Capacidad para organizar y planificar el tiempo Capacidad de comunicación oral y escrita Habilidades en el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. Habilidades interpersonales. Capacidad de trabajo en equipo. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas Habilidad para trabajar en forma autónoma. Preocupación por la calidad 8 con Examen
Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 11 de 13 Fuentes de información Quirino Jiménez Domínguez, Antología de la materia de Instrumentación. http://www.wordpress.instrumentacionycontrol.com Antonio Creus, Instrumentación Industrial, Ed. Marcombo. Enríquez Harper, El ABC de la Instrumentación en el control de procesos industriales, Ed. Limusa. Curtis D. Johnson, process control instrumentation technology, Ed.Prentice Hall Apoyos didácticos: Pizarrón Proyector Multimedia Material didáctico de la unidad 1(Antología del blog). Calendarización de evaluación (semanas): Sem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 T.P. T.R. Δ = Evaluación diagnóstica. = Evaluación formativa. Ο = Evaluación sumativa. TP= Tiempo planeado TR=Tiempo real Fecha de elaboración: 14 DE ENERO DE 2014 Unidad: V Tema: Control asistido por computadora. Competencia específica de la unidad Analiza los elementos que intervienen en un sistema de control para integrar un sistema asistido por computadora. Establece las diferencias entre los sistemas asistidos por computadora para utilizarlos en el control de procesos Implementa un instrumento virtual para fundamentar la aplicación de los sistemas asistidos por computadora en el control de procesos Criterios de evaluación de la Unidad 1. Entrega del mapa conceptual y resumen de la unidad. (La calificación para esta actividad es de 15 % de la 2. Investigación de 2 o más artículos sobre el tema. (La ponderación para este es de 10 % de la calificación de la unidad). 3. Participación en clases en forma individual y por grupos. (La ponderación para esta actividad es de 5 % de la
7 Nombre del formato: Formato para la Instrumentación Didáctica Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 12 de 13 4. Se hará una práctica. (La ponderación para esta actividad es de 70 % de la Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas No. Sesiones Investigar la función de los elementos que integran un sistema asistido por computadora. Analizar las configuraciones y características de los sistemas asistidos por computadora utilizados en el control de procesos como son: control digital directo, control supervisorio y control distribuido Analizar la estructura jerárquica de los sistemas de control distribuido utilizados en los procesos industriales. Desarrollar un lazo de control virtual en el ambiente de programación que el docente considere adecuado Desarrollar un proyecto final integral de aplicación de la instrumentación Se dará a los elementos que intervienen en un sistema asistido por computadora Se explicará que es un control supervisorio remoto Se explicará que es un control digital directo Se explicará que es la instrumentación virtual Se explicará que es un control distribuido Se dará a conocer los programas que se utilizan en los procesos industriales para controlar en forma inteligente y que son tecnología de actual. Se propondrá varios proyectos integrales utilizando instrumentación virtual. Capacidad de abstracción, análisis y síntesis Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Capacidad para organizar y planificar el tiempo Capacidad de comunicación oral y escrita Habilidades en el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. Habilidades interpersonales. Capacidad de trabajo en equipo. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas Habilidad para trabajar en forma autónoma. Preocupación por la calidad 4 con Examen
Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.1, 7.2.1, 7.5.1, 7.6 Página 13 de 13 Fuentes de información Quirino Jiménez Domínguez, Antología de la materia de Instrumentación. http://www.wordpress.instrumentacionycontrol.com Antonio Creus, Instrumentación Industrial, Ed. Marcombo. Enríquez Harper, El ABC de la Instrumentación en el control de procesos industriales, Ed. Limusa. Curtis D. Johnson, process control instrumentation technology, Ed.Prentice Hall Apoyos didácticos: Pizarrón Proyector Multimedia Material didáctico de la unidad 1(Antología del blog). Calendarización de evaluación (semanas): (11) Sem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 T.P. T.R. Δ = Evaluación diagnóstica. = Evaluación formativa. Ο = Evaluación sumativa. TP= Tiempo planeado TR=Tiempo real Fecha de elaboración: 14 DE ENERO DE 2014 Nombre del Docente Vo. Bo. Jefe del Departamento