Descargar la presentación
La descarga está en progreso. Por favor, espere
1
Diseño e Integración de Equipos de Automatización
DMC-1806 Ingeniería Mecatrónica
2
Caracterización de la asignatura
Esta asignatura aporta al perfil del ingeniero mecatrónico los conocimientos y habilidades suficientes para analizar, aplicar e integrar correctamente las tecnologías de automatización cableadas y programadas para resolver procesos industriales de manufactura, así como integrarlos con otras tecnologías de automatización industrial en los sectores productivo y de servicios de su entorno.
3
Caracterización de la asignatura
La materia provee de herramientas de diseño teóricas y prácticas para la integración de equipos de automatización, proporcionando el desarrollo de competencias transversales, fundamentalmente de índole ético y de conciencia ambiental, además de capacidades relacionadas con el trabajo en equipo, de comunicación verbal y escrita, análisis de interpretación de datos, planeación y diseño, tomando en cuenta la optimización de los recursos, la seguridad, el coste, la calidad y la sustentabilidad.
4
Esta materia contribuye en el perfil del egresado de la siguiente manera: Aspecto profesional.
Integrar y desarrollar diversas tecnologías de automatización de procesos Proporciona conocimientos para poder diseñar, instalar, integrar, operar y dar mantenimiento a sistemas de manufactura automática. Se podrán integrar equipos de automatización con múltiples estándares y características diferentes. Se tendrán los fundamentos necesarios para poder tomar decisiones en la creación de nuevos sistemas o para realizar cambios de diseño. Proporcionan los conocimientos sobre estándares de diseño de integración en automatización en base a normar nacionales e internacionales. Propicia la participación del estudiante en una formación dual a través de la realización de un proyecto integrador y o directamente en el sector industrial.
5
Aspecto interpersonal.
Aspecto personal. Desarrollará habilidades en relación a la planeación del tiempo. Desarrollará habilidades en aspectos importantes para la realización de proyectos. Se fomentará en el estudiante la automotivación con la consecución de logros a través del desarrollo de sus ideas. Aspecto interpersonal. Desarrollará habilidades en relación al Trabajo en equipo. Desarrollará habilidades para describir con claridad la constitución de un proyecto, sus beneficios y contras. Automotivación a través de sentirse útil a la sociedad
6
Intención didáctica En la unidad uno se presenta la programación avanzada para controladores lógicos programables, donde se aborda primeramente el diseño de autómatas usando algoritmos de diseño de contacto de compuertas, seguido por algoritmos de tipo secuencial usando máquinas de estado, diagramas de Petri y Grafcet para aplicaciones de tipo secuencial. Para aplicaciones de altas prestaciones y de alta velocidad se aplica el uso de interrupciones y subrutinas específicas que implican control de fallas y comunicaciones. Se describen configuraciones para comunicaciones del PLC hacia buses de campo haciendo uso de memoria interna y secuencias de enrutamiento. Se finaliza con el diseño de controles PID para aplicaciones de control de motores y servomecanismos utilizando funciones de configuración manual y autotuning.
7
En la segunda unidad se presenta el diseño de aplicaciones de automatización diseñando interfaces HMI a través de paneles de mando manual (botoneras y lamparas piloto) y utilizando interfaces de pantallas táctiles. Se abordan los diseños de aplicaciones con diferentes tecnologías y topologías de conexión y configuración a través de PLC´S. El usos de sistemas de visión es indispensable para la automatización de sistemas de manufactura por lo que se integran primeramente los conceptos generales sobre visión, seguido de estudiar los distintos algoritmos más utilizados en los sistemas de reconocimiento de imagen como binarizacion en B/N, OCR, PCA, RNA etc. Finalizando la unidad diseñando aplicaciones utilizando cámaras de visión conociendo las diferentes tecnologías disponibles en el mercado para sistemas de visión y sistemas HMI’s de pantallas táctiles.
8
En la unidad tres se abordan los conceptos para el diseño se sistemas de automatización utilizando normativas nacionales e internacionales, aplicadas para la selección adecuada de gabinetes de control, canalización y empalme de cableado, diseño de esquemas eléctricos y mantenimiento de equipos de control. Se hace uso de herramientas de software 3D computacional para el diseño de gabinetes de control y unifilares eléctricos aplicado a un proyecto final o integrador.
9
Competencia(s) específica(s) de la asignatura
Diseña y propone soluciones de integración de quipo de control para la automatización de procesos. Selecciona e integra elementos de control para asegurar la calidad, eficiencia y rentabilidad de dichos procesos. Implementa estrategias de implementación y puesta en marcha de sistemas de automatización en sistemas de manufactura digital. Analiza, evalúa, selecciona protocolos de comunicación industrial. Modifica redes industriales ya instaladas previamente seleccionando adecuadamente las tecnologías. Integra diferentes tecnologías de marcas y fabricantes para dar solución a problemas de manufactura automatizada. Organiza plena y gestiona proyectos de integración de automatización usando estrategias de ingeniería de dirección de proyectos.
10
Competencias previas Comunicaciones Digitales. Microprocesadores
Interrupciones Manejo de PLC´s. Codificación. Programación Trabajo en equipo. Planeación del tiempo. Propiciar la búsqueda y selección de información. Realimentar de forma permanente los temas tratados en clase. Promover la presentación de exposiciones por parte de los alumnos. • Promover la solución de problemas en forma individual y grupal.
11
Competencias previas Establecer y consensuar en el grupo las normas de conducta a seguir en las relaciones interpersonales, y mostrar éstas a través del ejemplo del facilitador. Análisis y discusión por equipos de los temas investigados. Exposición verbal auxiliada de materiales de apoyo. Proporcionar el manual de prácticas desde un inicio del curso
12
UNIDAD 1.- Programación Avanzada de Controladores lógicos programables.
Competencias Específica(s): Capacidad para plantear diseño de automatismos de tipo combinacional y secuencial. Capacidad para modelar prototipos usando software de simulación para PLC’s. Diseñar aplicaciones de automatización haciendo uso de subrutinas especiales e interacciones. Configurar adecuadamente el uso de memoria y configuración del autómata para comunicaciones industriales. Diseñar contralores PID utilizando autotunning en aplicaciones de servomecanismos.
13
Genéricas: Destrezas lingüísticas tales como la comunicación oral y escrita o conocimientos de una segunda lengua. Capacidades cognitivas, la capacidad de comprender y manipular ideas y pensamientos. Capacidad crítica y autocrítica Trabajo en equipo. Solución de problemas. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. Habilidades de investigar.
14
Actividades de aprendizaje
Investigar las partes funcionales de un proceso automatizado. Investigar los distintos tipos de automatización. Leer manuales y recolectar información sobre todos los tipos de controladores identificando su principal aplicación dentro de un automatismo. Realizar programación de autómatas a nivel avanzado en automatismos combinacionales y secuenciales. Realizar visitas a áreas con procesos automatizados, observar sus partes funcionales y su tipo de automatización. Observar diferentes aplicaciones industriales y proponer ejemplos de programación utilizando subrutinas e interrupciones. Investigar y asignar una lectura documental sobre los manuales de los controladores más comunes Siemes y Allenbradley. Realizar prácticas para programar controles PID en motores de CD
15
Sistemas de Visión y HMI’s
Competencias Específica(s): conocer los conceptos generales de visión artificial, algoritmos y filtros para reconocimiento de imagen. Conocer las tecnologías en sistemas de visión y seleccionar adecamente los equipos y cámara de reconocimiento para aplicaciones de visión en la manufactura. Capacidad para integrar, diseñar y configurar elementos de visión en aplicaciones de automatización industrial. Capacidad para diseñar, configurar y comunicar interfaces HMI’s utilizando pantallas táctiles en aplicaciones con PLC’s. Seleccionar e integrar diversas tecnologías de pantallas táctiles en controladores SIEMENS,ALLEN BRADLEY Y MITSUBISHI. Diseñar interfaces integrando sistemas OPC mediante servidores y clientes en Labivew.
16
Genéricas: Capacidad de análisis y síntesis.
Comunicación oral y escrita en su propia lengua. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Habilidades de investigar Capacidad de aprender
17
Actividades de aprendizaje
Investigar las tecnologías actuales en los sistemas de visión. Conocer los algoritmos más utilizados en visión y realizar ejercicios de reconocimiento visual utilizando algoritmos en Matlab. Realizar la configuración de una cámara de visión y la comunicación con un PLC para aplicación de reconocimiento visual industrial. Realizar una investigación de las tecnólogas utilizadas en HMI’s y pantallas táctiles. Diseñar interfaces de control utilizando un apantalla táctil y configurándola para trabajar por modbus rs-485 con un PLC s
18
Actividades de aprendizaje
Implementar una integración de pantallas táctiles con diferentes controladores tales como un siemens s7-200 y un plc allen bradley micrologix 1500. Diseñar aplicaciones e interfaces visuales utilizando Labview y comunicación OPC.
19
UNIDAD 3.- Diseño e integración de elementos de control
Competencias Específica(s): Capacidad para generar diseños de tableros control haciendo uso de software computacional. Aplicar los estándares de diseño NOM, IEC, NEMA y DIN en diseño de gabinetes y diagramas eléctricos de control. Seleccionar, configurar y rediseñar ensambles y componentes eléctricos adecuadamente en la construcción de sistemas de automatización. Capacidad para seleccionar y configurar equipo de comunicación industrial.
20
Genéricas: Capacidad de comunicarse con profesionales de otras áreas.
Habilidad para trabajar en forma autónoma Capacidad para diseñar y gestionar proyectos. Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) Liderazgo
21
Actividades de aprendizaje
Realizar una investigación documental sobre las normas implicadas en el diseño de controladores. Realiza diseños de ensambles mediante solidworks en gabinetes y Autocad electrical. Identificar y definir un problema en la manufactura que pueda ser abordado mediante un automatismo y sobre el cómo comenzar a trabajar su diseño. Elaborar una bitácora de trabajo y diseño de una planeación estratégica para el diseño del automatismo. Recolectar datos técnicos de los elementos de control de la automatización del proceso y relacionarlos con las especificaciones técnicas de diseño del automatismo. Investigar proveedores de controladores para elaborar una lista de costos y realizar estimaciones del proyecto. Elaborar un plan de implementación y mantenimiento.
22
Práctica(s) 1.- Aplicaciones de PLC utilizando subrutinas y operaciones de alta velocidad Aplicaciones de PLC utilizando subrutinas de puesta a falla y comunicaciones utilizando buses de campo. 3.- Aplicaciones de PLC utilizando métodos de diseño por máquina de estados. 4.- Diseño de interrupciones externas e internas utilizando contadores rápidos en PLC siemes s7-200. 5.- Diseño y configuración de módulos PID para plc s7-200 en control de velocidad y posición e motores de corriente directa. 6.- Diseño de comunicaciones modbus y 4-20ma para control de servo drives y variadores de velocidad utilizando plc siemens s7-200 y divre powerflex 4. 7.- Diseño de controles PID utilizando autotuning para servo drives y servomecanismos Comunicación entre Labview PLC realizando una Aplicación SCADA. 9. Configuación de Servidor OPc con interconexión de controladores Siemens y Allenbradley. 10.- Configuración de una Interfase Hombre Máquina (HMI) 11.- Aplicación de una HMI en un Proyecto Integrador
23
Proyecto de asignatura
Objetivo: Diseñar la integración de una automatización para un proceso de manufactura aplicando técnicas y normativas de diseño y construcción nacional e internacional. El sistema contará con la selección adecuada de los componentes tanto de control, comunicaciones e interfaz de control haciendo uso de buses de campo y pantallas táctiles. • Fundamentación: Se basa en la premisa que el estudiante se encuentre en último semestre y cuente ya con un proyecto previamente planteado en las asignaturas de taller de investigación o en su defecto un proyecto de investigación de residencia profesional el cual se tomará como referencia para que el alumno le dé continuidad si las características del proyecto lo permiten. • Planeación: EL diseño del sistema de automatización se contempla comenzarlo en la última unidad y al ir avanzando en temas también avanzar paralelamente al proyecto conforme cada tema le va dando al alumno las herramientas para realizarlo, al final dela unidad se contempla la entrega de un reporte de diseño el cual presentará los elementos necesarios para obtener una parte de la calificación final. • Ejecución: Debido a que cada estudiante presentará un proyecto distinto la ejecución contempla sólo la entrega de un reporte técnico de diseño el cual presentará las estrategias de diseño aprendidas durante desarrollo de la asignatura. • Evaluación: la entrega de un reporte técnico final corresponderá la parte de la calificación de la unidad, aplicando una rúbrica para obtener un puntaje respectivo al proyecto realizo.
24
Evaluación por competencias
Se recomienda que al inicio del periodo se le informe al estudiante el peso que tendrán en la calificación los exámenes escritos, la participación en clase, la presentación de trabajos y o tareas, las presentaciones frente a grupo, las prácticas y el proyecto. Si se tomará en cuenta en la calificación algunos otros aspectos indicarlo y en que porcentaje. Considerar la asistencia para tener derecho a examen. Considerar las tareas y reportes de investigaciones documentales y experimentales como parte de su evaluación. Considerar la participación de los alumnos durante el análisis de casos que se efectúe en aula, promoviendo la comunicación entre alumnos y facilitador. Considerar la realización de un proyecto. Realizar una lista de verificación del reporte técnico del proyecto final. Se realizará un examen en cada unidad temática consistente en un teórico y un práctico. Reportes de las investigaciones solicitadas. Reportes de prácticas realizadas en los equipos de laboratorio. Reportes de diseño mecánico y control en software de programación. Se realizará un seguimiento del alumno en las horas asignadas de tutorías. Este seguimiento podrá constar de todos los medios que el docente considere oportuno. Para ayudar al estudiante a conseguir las competencias específicas asociadas a la asignatura.
25
fuentes de información
Martín, Peter G. , Bottom line automation, , ISA, , 2002 Cheta Ojeda, Francisco, Problemas de diseño de automatismos: electrónicoseléctricos-neumáticos, Paraninfo, Madrid 2000. Manual de productos de automatización: ABB, General Electric, Siemens, Telemecanique, Allen Bradley. Menascé Daniel A. Capacity planning for web performance: metrics, models and methods. Prentice Hall ISBN Comunicaciones industriales: principios básicos. Manuel-Alonso Castro Gil [et al.]. Madrid : UNED, 2007 Comunicaciones industriales : sistemas distribuidos y aplicaciones. Manuel-Alonso Castro Gil [et al.]. Madrid : UNED, 2007 Profesional Eclipse 3 para desarrolladores Java. Berthold Daum. Madrid. Anaya Multimedia,2005 Aguilar Enrique Cerro. Comunicaciones Industriales. CEYSA.2004. Peña Joan Domingo. Comunicaciones en el entorno industrial. UOC ISBN Erosa Victoria E., Arroyo Pilar E., Administración de la Tecnología, Ed. Limusa Noriega Editores, País México, 2007. Schilling Melissa A. Dirección Estratégica de la Innovación Tecnológica, Ed. Mc Graw-Hill, País España, 2008. Automated Manufacturing Systems. Actuators, controls, sensors and robotics,S. Brian Morriss. McGraw-Hill International Ed., ISBN: Handbook of Industrial Automation, Richard L. Shell & Ernest l. Hall, Marcel Dekker, Inc ISBN: Comunicaciones en el entorno industrial, J. Domingo Peña et al. Biblioteca Multimedia Industria. Editorial UOC, ISBN:
Presentaciones similares
© 2025 SlidePlayer.es Inc.
All rights reserved.