CARRERA: Ingeniería en Control y Automatización. PROGRAMA SINTÉTICO ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control SEMESTRE: Sexto OBJETIVO GENERAL: El alumno aplicará los principios básicos de funcionamiento, tecnologías, materiales, y especificaciones de los transmisores, controladores, posicionadores, alarmas, registradores y elementos finales de control, para su cálculo, selección y puesta en operación en diferentes lazos de control industrial. CONTENIDO SINTÉTICO: I Identificación de los Elementos de un Lazo de Control a Bloques. II Transmisores y Transductores. III Controladores. IV Convertidores, Actuadores y Posicionadores. V Elementos Finales de Control. VI Registradores, Indicadores, Alarmas y Permisivos. VII Servicios Auxiliares y Tableros de Instrumentos. VIII Simbología y DTI S. METODOLOGÍA: Participación dinámica por parte del alumno en: definición de conceptos, resolución de ejercicios en clase, tareas, uso de material bibliográfico y audiovisual, de catálogos, manuales, exposiciones, búsqueda de información para la elaboración por equipo de un trabajo de aplicación final, asistencia a visitas industriales y la realización de prácticas y reportes técnicos de laboratorio para la construcción del conocimiento, apoyado por la orientación y supervisión del profesor. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: La parte teórica se evaluará con tres exámenes parciales escritos cuyo valor será del 60%, las tareas y un trabajo de aplicación elaborado en equipo tendrán un valor del 10 %, y el 30% restante será el promedio de las calificaciones de reportes de prácticas de laboratorio. La suma de las calificaciones de la teoría y el laboratorio se realizará sólo si el laboratorio es aprobado. BIBLIOGRAFÍA: Creus Sole Antonio, Instrumentación Industrial, Editorial Alfaomega Marcombo, 4 a Edición, España, 1989. Danaher Controls, Digital Instrumentation, Danaher Controls, USA, 2002. I.S.A. Instrument Technician Training Program (ITTP), I.S.A., 1991.. Lipták, Krista, Instruments Engineers Handbook, Chilton Editores, USA, 1985.
ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica CARRERA: Ingeniería en Control y Automatización OPCIÓN: COORDINACIÓN: DEPARTAMENTO: Académico de ICA ASIGNATURA : Elementos de Transmisión y Control SEMESTRE: Sexto CLAVE: CRÉDITOS: 10.5 VIGENTE: Agosto 2005 TIPO DE ASIGNATURA: Téorico-Práctica MODALIDAD: Escolarizada TIEMPOS ASIGNADOS HRS/SEMANA/TEORÍA: 4.5 HRS/SEMANA/PRÁCTICA:1.5 HRS/SEMESTRE/TEORÍA: 81 HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 27 HRS/TOTALES: 108 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Procesos Industriales. REVISADO POR: Subdirección Académica APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar de la ESIME Zacatenco. M. en C. Jesús Reyes García. AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN.
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE HOJA: 2 DE 12 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Dentro de la industria moderna, los elementos de control son la base fundamental para obtener productos terminados con las garantías de calidad exigidas; y en cantidad suficiente, para que el proceso económicamente sea viable. El Ingeniero en Control y Automatización, al incorporarse al campo laboral, deberá ser capaz de resolver problemas en la industria relativos al control y la automatización, por medio del análisis del principio de funcionamiento y relación de los Transmisores, Transductores, Controladores, Alarmas, Registradores, Elementos Finales de Control, etc. a fin de realizar la Selección, Prueba, Instalación y Puesta en Operación de los Elementos de Control específicos a la aplicación industrial que analice, ya sea en cursos posteriores o con mayor importancia en su vida laboral. Siendo sus antecedentes las materias de Física Clásica, Electricidad y Magnetismo, Física Moderna, Electrónica I, Circuitos Lógicos y Elementos Primarios de Medición, entre otras, y siendo sus consecuentes las materias de Instrumentos Analíticos de Medición, Mecanismos, Control de Procesos I, Control de Procesos II, Optativa I, Optativa II, Planeación e Ingeniería de Mantenimiento y Generación y Evaluación de Proyectos. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno aplicará los principios básicos de funcionamiento, tecnologías, materiales, y especificaciones de los transmisores, controladores, posicionadores, alarmas, registradores y elementos finales de control, para su cálculo, selección y puesta en operación en diferentes lazos de control industrial.
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE: HOJA: 3 DE 12 UNIDAD: I NOMBRE: Identificación de los Elementos de un Lazo de Control a Bloques. El alumno explicará la importancia y función que realiza cada uno de los elementos que constituyen un lazo de control. 1.1 Introducción. 0.5 2.0 1B, 6C, 7B, 8B, 9B, 16B 1.2 Tipos de lazos de control. 1.0 1.3 Función que realiza cada instrumento 1.0 1.4 Instrumentos auxiliares en un lazo de control. 1.0 1.5 Simbología según Norma ISA 5.1 1.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Integración de equipos de trabajo para la realización de ejercicios y prácticas. Consulta bibliográfica de conceptos por parte del alumno. Resolución de ejercicios con la supervisión del catedrático. El primer examen parcial abarcará las unidades I, II y III con un porcentaje del 60%, 10% para tareas y avance del trabajo de aplicación final y 30 % prácticas de laboratorio de las unidades en que aplique y reporte de visita industrial..
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE: HOJA: 4 DE 12 UNIDAD: II NOMBRE: Transmisores y Transductores. El alumno comparará tipos, formas y tecnologías de los elementos que transmiten y/o transforman la información de un proceso, incluyendo normatividad, criterios de selección, instalación y costos. 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 Definición de transmisor y transductor. Tipos de transmisores y transductores. Analógicos. Digitales. Problemática general de la transmisión. Principios básicos de operación. Características técnicas. Hoja de especificaciones y típicos de instalación. Criterios de selección y especificaciones Técnicas. Normas Nacionales e Internacionales ISA, ANSI, API, AGA. Calibración. Conservación y mantenimiento. Ejemplos de aplicación, selección, instalación, pruebas y puesta en operación. Costos. Tendencias. 3.0 3.0 4.5 6.0 3.0 1B, 2C, 3C, 4C, 7B, 8B, 10 C, 11C, 12C, 13C, 14C, 15C, 16B ESTRATEGIA DIDÁCTICA Consulta Bibliográfica por parte del alumno. Búsqueda y manejo de manuales de fabricantes de instrumentos industriales. Resolución de ejercicios en clase. Realización de prácticas de laboratorio y visitas industriales. El primer examen parcial abarcará las unidades I, II y III con un porcentaje del 60%, 10% para tareas y avance del trabajo de aplicación final y 30 % prácticas de laboratorio y reporte de visita industrial..
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE: HOJA: 5 DE 12 UNIDAD: III NOMBRE: Controladores El alumno seleccionará el controlador industrial adecuado, de acuerdo a su aplicación específica, previa revisión de los principios básicos de ajuste, tendencias, tecnologías y costos. 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 Definición de controlador. Principios básicos de operación. Clasificación de controladores. Acción directa e inversa. Señales al controlador. Salidas de señales del controlador. Funciones especiales del controlador. Criterios de selección y especificaciones Técnicas. Hoja de especificaciones. Normas Nacionales e Internacionales ISA, ANSI, API, AGA. Calibración. Conservación y mantenimiento. Ejemplos de aplicación, selección, instalación, Pruebas y puesta en operación. Costos. Tendencias. 4.0 4.0 4.0 6.0 2.0 1B, 2C, 3C, 5C, 7B, 8B, 9B, 10C, 15C, 16B ESTRATEGIA DIDACTICA Consulta de normas por parte del alumno. Manejo de manuales de fabricantes de instrumentos industriales. Resolución de ejercicios por parte de los alumnos, apoyados por el profesor. Realización de prácticas de laboratorio y visitas industriales. El primer examen parcial abarcará las unidades I, II y III con un porcentaje del 60%, 10% para tareas y avance del trabajo de aplicación final y 30 % prácticas de laboratorio y reporte de visita industrial..
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE: HOJA: 6 DE 12 UNIDAD: IV NOMBRE: Convertidores, Actuadores y Posicionadores. El alumno seleccionará los convertidores, actuadores y posicionadores, a través del análisis de los principios básicos, tecnologías, materiales y aplicación específica industrial. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 Definición de convertidor, actuador y posicionador. Tipos de convertidores, actuadores y posicionadores. Principios básicos de operación. Características técnicas. Hoja de especificaciones y típicos de instalación. Criterios de selección y especificaciones técnicas ISA S-20. Normas Nacionales e Internacionales ISA, ANSI, API, AGA. Calibración. Conservación y mantenimiento. Ejemplos de aplicación, selección, instalación, pruebas y puesta en operación. Costos Tendencias 2.0 2.0 2.0 3.0 1.0 1B, 2C, 3C, 4C, 5C, 6C, 8B, 10C, 14C, 15C, 16B ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda de información. Resolución de ejercicios, bajo la supervisión del profesor. Realización de prácticas de laboratorio. El segundo examen parcial abarcará las unidades IV y V con un porcentaje del 60%, 10% para tareas y avance del trabajo de aplicación final y 30 % reporte técnico de prácticas de laboratorio y reporte de visitas industriales.
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE: HOJA: 7 DE 12 UNIDAD: V NOMBRE: Elementos Finales de Control. El alumno aplicará los principios básicos, tecnologías, materiales y especificaciones para la selección, instalación y puesta en operación de elementos finales de control. 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 Definiciones. Clasificación de elementos finales de control. Neumáticos. Electrónicos. Eléctricos. Hidráulicos Principios básicos de operación. Datos técnicos de diseño y cálculo. Hoja de especificaciones y típicos de instalación. Criterios de selección. Materiales de construcción. Normas Nacionales e Internacionales ISA, ANSI, API, AGA. Conservación y mantenimiento. Calibración. Costos. Ejemplos de aplicación, selección, instalación, pruebas y puesta en operación. Tendencias. 7.0 7.0 7.0 6.0 5.0 1B, 4C, 5C, 6C, 8B, 9B, 10C, 11C, 12C, 13C, 14C, 15C, 16B ESTRATEGIA DIDÁCTICA Investigación de conceptos y tecnologías de los diferentes tipos de elementos finales de control. Búsqueda y uso de manuales de fabricantes de instrumentos industriales. Resolución de ejercicios de aplicación en clase y de tarea. Realización de prácticas y visitas industriales. El segundo examen parcial abarcará las unidades IV y V con un porcentaje del 60%, 10% para tareas y avance del trabajo de aplicación final y 30 % reporte técnico de prácticas de laboratorio y reporte de visitas industriales.
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE: HOJA: 8 DE 12 UNIDAD: VI NOMBRE: Registradores, Indicadores, Alarmas y Permisivos. El alumno seleccionará los registradores, indicadores, alarmas y permisivos, previo análisis de los principios básicos de operación, funcionamiento, especificación y puesta en operación. 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 Definición de: registrador, indicador, alarma y permisivos. Tipos de registrador, indicador, alarma y permisivos. Principios básicos de operación. Características técnicas. Hoja de especificaciones. Criterios de selección y especificaciones técnicas. Normas Nacionales e Internacionales ISA, ANSI, API, AGA. Calibración. Conservación y mantenimiento. Ejemplos de aplicación, selección, instalación, pruebas y puesta en operación. Costos. Tendencias. 3.0 3.0 3.0 6.0 3.0 1B, 2C, 3C, 5C, 8B, 10C ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda bibliográfica acerca de los diferentes tipos de registradores, indicadores alarmas y permisivos. Participación dinámica de los alumnos, durante la exposición por parte del profesor con apoyo de material audiovisual, manuales y catálogos. Resolución de ejercicios de aplicación a ejemplos de procesos industriales. Manejo de manuales de fabricantes de instrumentos industriales. Realización de prácticas y visitas industriales. El tercer examen parcial, comprenderá las unidades VI, VII y VIII con un porcentaje del 60%, 10% para tareas, entrega del trabajo de aplicación final y 30 % prácticas de laboratorio y reporte de visita industrial.
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE: HOJA: 9 DE 12 UNIDAD: VII NOMBRE: Servicios Auxiliares y Tableros de Instrumentos. El alumno analizará la función, características y principio de funcionamiento de los elementos auxiliares a fin de seleccionar los elementos apropiados a integrar en un lazo de control para que opere eficazmente. 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 7.11 7.12 Definición de: fuente de poder, interfase, sistema de tierra y tableros de instrumentos. Servicios auxiliares y tableros de instrumentos. Principios básicos de operación. Características técnicas y diseño. Hoja de especificaciones. Criterios de selección y especificaciones técnicas. Normas Nacionales e Internacionales ISA, ANSI, API, AGA. Calibración. Conservación y mantenimiento. Ejemplos de aplicación, selección, instalación, pruebas y puesta en operación. Costos. Tendencias. 4.0 4.0 4.0 3.0 1B, 2C, 4C, 6C, 8B, 15C, 16B ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda de conceptos por parte de los alumnos. Resolución de ejercicios de aplicación con el apoyo de manuales de fabricantes de instrumentos industriales. El tercer examen parcial, comprenderá las unidades VI, VII y VIII con un porcentaje del 60%, 10% para tareas y entrega del trabajo de aplicación final, 30 % prácticas de laboratorio de las unidades en que aplique y reporte de visita industrial.
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE: HOJA: 10 DE 12 UNIDAD: VIII NOMBRE: Simbología y DTI S. El alumno integrará en diagramas de tubería e instrumentación los elementos que forman los lazos de control desde, el elemento primario hasta el actuador, para que desarrollen su función eficazmente. 8.1 Introducción. 0.5 4.0 1B, 7B, 8B, 9B, 16B 8.2 Simbología según Norma ISA 5.1. 1.5 8.3 Identificación funcional. 8.4 Identificación de circuitos. 8.5 Significado de las letras de identificación. 8.6 Símbolos de líneas. 8.7 Simbología de instrumentos en general. 4.0 8.8 Diagramas de tubería e instrumentación ESTRATEGIA DIDÁCTICA Investigación documental por parte del alumno. Resolución de ejercicios en clase coordinados por el profesor. Elaboración de DTI S. El tercer examen parcial, comprenderá las unidades VI, VII y VIII con un porcentaje del 60%, 10% para tareas y entrega del trabajo de aplicación final, 30 % prácticas de laboratorio, de las unidades en que aplique, y reporte de visita industrial.
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE: HOJA: 11 DE 12 RELACION DE PRÁCTICAS PRACT. NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN LUGAR DE REALIZACIÓN 1 Transmisores. Temperatura. Nivel. Presión diferencial. Presión manométrica II 6.0 Todas las Prácticas se Realizarán en el Laboratorio de Instrumentación 2 3 4 Controladores. Propósito especial. De procesos. Controladores multivariables Elementos finales de control Con actuador neumático. Con actuador eléctrico. Eléctricos. Electrónicos. Instrumentos auxiliares. Registrador. Alarma. Permisivos. Convertidores. Actuadores Posicionadores III IV y V VI 6.0 9.0 6.0
ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. CLAVE: HOJA: 12 DE 12 PERÍODO UNIDAD 1 I, II y III 60% Examen escrito +10% tareas y avance trabajo de aplicación + 30% reportes de laboratorio y visitas industriales. 2 3 IV y V VI, VII y VIII 60% Examen escrito +10% tareas y avance trabajo de aplicación + 30% reportes de laboratorio y visitas industriales. 60% Examen escrito +10% tareas y entrega trabajo de aplicación + 30% reportes de laboratorio y visitas industriales. Para acreditar la asignatura es necesario obtener calificación aprobatoria en el laboratorio. El reporte de las visitas industriales será considerado como reporte de práctica. CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Creus Sole Antonio, Instrumentación Industrial, Editorial Alfaomega Marcombo, 4 a Edición, España, 1989. Danaher Controls, Digital Instrumentation, Danaher Controls, USA, 2002. Dwyer Instruments Inc., Controls & Gages Catalogue, Millenium Edition, USA, 2000. Eurotherm/Action Instruments, Product Handbook, volume 16, Invensys Company, USA, 2002. Eurotherm / Action Instruments, Control Process Automation Recorders, Eurotherm / Action Instruments, England, 2001. Festo AG & Co., Programa de Fabricación, Festo AG & Co. Alemania, 2003. I.S.A. Instrument Technical Training Program (ITTP). I.S.A., 1991. Lipták, Krista, Instruments Engeeniers Handbook, Chilton Editores. USA, 1985. Mollen Kamp. Introduction to Automatic Process Control. I.S.A., 1984. Moore Automation Solutions, Measurement & Control Catalog, Moore Automation Solutions, USA, 1999. Omega Engineering, The Electric Heaters Handbook, Omega Engineering, USA 1995. Omega Engineering, The Temperature Handbook, Omega Engineering, USA 1995. Omega Engineering, The Flow and Level Handbook, Omega Engineering, USA 1995. Omega Engineering, The Pressure Strain and Force Handbook, Omega Engineering, USA 1995. Red Lion, Industrial Control Solutions, Red Lion Controls B V, USA, 2002. Smith / Corripio, Control Automático de Procesos Teoría y Práctica, Noriega Limusa, USA, 1991.
PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Zacatenco CARRERA: Ingeniería en Control y Automatización SEMESTRE Sexto ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM. ACADEMIA: Procesos Industriales ASIGNATURA: Elementos de Transmisión y Control. ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno Licenciatura y / o posgrado en carrera afín aplicará los principios básicos de funcionamiento, tecnologías, materiales, y especificaciones de los transmisores, controladores, posicionadores, alarmas, registradores y elementos finales de control, para su cálculo, selección y puesta en operación en diferentes lazos de control industrial. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS EPERIENCIA PROFESIONAL HABILIDADES ACTITUDES Fundamentos de Química, Física, Termodinámica, Metalurgia, Procesos Industriales, Equipo Industrial, Necesidades de la Industria, Problemas Ecológicos. En el ramo de la Industria Química, Petroquímica, Farmacéutica, Alimenticia, Papelera, Textil, etc. Para: Análisis, síntesis, transmisión de conocimientos, comunicación científica, técnica y personal. Crear un ambiente agradable de trabajo. Despertar en el alumno el interés por la asignatura y la investigación. Establecer la importancia de la asignatura como base de las subsecuentes. Ética Profesional. Justo y ecuánime Actuar con la verdad. Reconocer sus errores. Responsable y honesto. Superación constante. Liderazgo. Colaboración en la solución de Problemas. Vocación Social ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ Ing. Guadalupe de la Rosa Sánchez Ing. Guillermo Santillán Guevara. M. en C. Jesús Reyes García. PRESIDENTE DE ACADEMIA SUBDIRECTOR ACADÉMICO DIRECTOR DEL PLANTEL FECHA: Diciembre 2004