Módulo de Especialidad: Automatización Industrial
Carrera: Ingeniería Electromecánica IEME-2005-291 Nombre de la especialidad: Automatización Industrial IEME - AUI – 2011-01 Objetivo de la especialidad: es pecialidad: “Formar profesionales en I ngeniería ngeniería Electromecánica con especialidad en Automatización Automatización Industrial con habilidades habilidades creativas e innovadoras, innovadoras, para diseñar, controlar y mantener eficientemente sistemas automáticos en equipos electromecánicos en la generación y administración administrac ión de empresas industriales, industrial es, comerciales y/o de servicios en forma eficiente, segura y económica que fortalezcan el desarrollo de sus regiones de acuerdo a las normatividades vigentes ”
Perfil de la especialidad:
Utilizar equipos de medición y acondicionamiento de señales para diseñar circuitos, dispositivos, equipos electrónicos y microelectrónicos aplicando la integración de instrumentos virtuales
Aplicar la normatividad vigente en cuestiones de calibración y medición de instrumentos
Utilizar herramientas computacionales para el diseño, simulación y operación de sistemas de control e instrumentación de equipos electromecánicos.
Seleccionar los elementos que intervienen en el control de un sistema electromecánico.
Utilizar y manipular microcontroladores, procesadores y actuadores que permiten la automatización industrial.
Interpretar y aplicar las normas, especificaciones, códigos, manuales, planos y diagramas de equipos de sistemas electromecánicos.
Aplicar las normas y reglamentos de seguridad e higiene industrial en su desempeño profesional.
Diseñar la automatización automatizaci ón para máquinas eléctricas, eléctricas , sistemas electrohidráulicos electrohidrá ulicos y sistemas electroneumáticos específicos a base de dispositivos programables.
Diseñar redes industriales alámbricas o inalámbricas para monitoreo y control de variables de procesos en tiempo real.
Manipular y automatizar maquinaria y/o equipos CNC
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Para lograr estos propósitos, deben asumirse actitudes emprendedoras, de liderazgo en su entorno social y en su especialidad, de creatividad, y de ética profesional, al tener que enfrentar los retos u oportunidades del escenario en el desempeño de sus actividades. Asignaturas de la especialidad. El módulo lo definen cuarenta créditos, mismo que se cubre con cinco asignaturas obligatorias (Cuadro Nº 1).
Cuadro Nº 1.- Asignaturas Obligatorias de especialidad.
HORAS HORAS TEOR A PR CTICA CR DITOS
ASIGNATURA MEDICION
E
INSTRUMENTACION
2
4
8
MICROCONTROLADORES
2
4
8
REDES
2
4
8
2
4
8
2
4
8
VIRTUAL DE
COMUNICACI N
INDUSTRIAL AUTOMATAS PROGRAMABLES SISTEMAS
INTEGRADOS
MANUFACTURA TOTAL DE CRÉDITOS
DE
40
Módulo de Especialidad: Automatización Industrial
Carrera: Ingeniería Electromecánica Especialidad: Automatización Industrial (IEME – AUI-2011-01 )
Medición e Instrumentación Virtual AUF-1101 2-4-8
Microcontroladores AUF-1102
2-4-8
CARRERA GENÉRICA
Redes de Comunicación Industrial AUF-1103 2-4-8
Autómatas Programables AUF-1104 2-4-8
Sistemas Integrados de Manufactura AUF-1105 2-4-8
El módulo de especialidad se ofrecerá después de haber acreditado 276 créditos
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Asignaturas:
1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: MEDICIÓN E INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL Carrera: Ingeniería Electromecánica Clave de la asignatura: AUF-1101 Horas teoría-Horas práctica-Créditos: 2-4-8
2.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión
Participantes
Observaciones (cambios y justificación)
Representantes de: Instituto Tecnológico Superior de Centla, Instituto Tecnológico Dirección de Institutos Tecnológicos Descentralizados en la Cd. de México, del 22 al 23-Septiembre2011
Superior de Misantla, Instituto Tecnológico Superior de Nuevo Casas Grandes, Instituto Tecnológico Superior de la Región Carbonífera, Instituto Tecnológico Superior de Lerdo e Instituto Tecnológico Superior de Chalco
Se recomienda una próxima revisión en Junio de 2013.
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3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS DEL PLAN DE ESTUDIO ANTERIOR ASIGNATURAS TEMAS
Mediciones mecánicas y eléctricas
Instalaciones eléctricas
Uso correcto de los equipos de medición tanto mecánica como eléctrica, con precisión y seguridad; así como las diferentes normas que existen al respecto.
POSTERIOR ASIGNATURAS TEMAS Autómatas programables
Automatización de sistemas neumáticos e hidráulicos utilizando el PLC.
Tener las bases teórico-prácticas para proyectar y operar instalaciones eléctricas de tipo (residencial, comercial, industrial) acorde a las normas vigentes.
Mecánica de fluidos Pruebas de los fluidos Hidrodinámica Sistemas y Maquinas de fluidos.
Controles eléctricos
Circuitos Hidráulicos y Neumáticos.
Desarrollar proyectos hidráulicos contemplando las normas y reglamentos vigentes. Interpretar las normas, especificaciones, códigos, manuales, planos y diagramas de equipos y sistemas electromecánicos. Aplicaciones de la NeumáticaElectrónica e HidráulicaElectrónica.
4.- OBJETIVO(S) GENERALES DEL CURSO Comprender y aplicar las normas de calibración, medición y acondicionamiento de señales para diseñar circuitos, dispositivos y equipos electrónicos y microelectrónicas utilizados en el
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desarrollo e integración de instrumentos virtuales de medición empleados en la medición de variables de diferentes procesos industriales.
5.- TEMARIO NUM.
TEMAS
SUBTEMAS
1
Conceptos básicos de la medición y de los sistemas de instrumentación.
2
Calibración de los instrumentos
3
Arquitectura general 3.1 Base conceptual y desarrollo de los instrumentos virtuales del sistema de 3.2 Sistemas de instrumentación. instrumentación virtual. 3.2.1 Configuración de los sistemas de instrumentación 3.2.2 Sensores e instrumentos inteligentes 3.3 Acondicionamiento de señales 3.4 Tecnologías para la adquisición de datos 3.4.1 Digitalizadores 3.4.2 Tareas de adquisición de datos 3.4.3 Instrumentos GPIB 3.4.4 Control de movimiento 3.4.5 Control de procesos 3.4.6 Adquisición vía puerto serie 3.4.7 Adquisición en tiempo real
4
Manipulación y procesamiento de datos.
1.1 Importancia del proceso de medición. 1.2 El concepto de instrumentos y del sistema general de medición. 1.3 Estudio de las características estáticas y dinámicas de los instrumentos. 1.4 Tipos de errores asociados a las mediciones. 1.5 Medición de variables 1.6 Normas de los instrumentos 2.1.1 Conceptos y definiciones 2.1.2 Estructura de una norma 2.1.3 Normas de instrumentación 1.7 Simbología eléctrica, hidráulica, neumática y electromecánica. 1.9 Elaboración e interpretación de plano instrumental aplicando las normas. 2.1 Erros de los instrumentos (Procedimiento general de calibración). 2.2 Calibración de los instrumentos de presión, caudal y nivel. 2.3 Calibración de los instrumentos de temperatura 2.4 Calibración de válvulas de control 2.5 Calibración de instrumentos digitales 2.6 Mantenimiento de instrumentos 2.7 Normativa de calidad ISO 9000-2000 aplicada a los instrumentos.
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8
I/O Analógicas y digitales Generación de señales Técnicas especializadas para la adquisición de datos Contadores y temporizadores Procesamiento de señales Técnicas de almacenamiento y recuperación de datos Generación de reportes Sistemas operativos en tiempo real.
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5
Diseño, desarrollo e integración de instrumentos virtuales
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
Sistemas de medición Sistemas de control Calibración y validación del sistema de instrumentación Instrumentación para acceso remotos Control para procesos remotos
6
Proyecto de Aplicación 6.1 Monitoreo de energía 6.2 Monitoreo de variables de proceso (flujo, presión, temperatura y volumen). 6.3 Medición de aceleración (velocidad, tiempo, desplazamiento, vibración y ruido). 6.4 Diseño e implementación de un sistema de medición e instrumentación
6.- APRENDIZAJE REQUERIDO
Mediciones mecánicas y eléctricas Sistemas y maquinas de fluidos Instalaciones eléctricas Controles eléctricos Circuitos eléctricos
7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS
Exposición de los temas Ejercicios dentro y fuera de clase Trabajos de investigación aplicados Prácticas en taller o laboratorio Prácticas en campo
8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN
Exámenes parciales Exámenes finales Trabajos y tareas fuera de aula Participación en clase Reporte de prácticas de talleres, laboratorios o de campo.
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9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE NUMERO DE UNIDAD: I NOMBRE DE LA UNIDAD: Conceptos básicos de la medición y de los sistemas de instrumentación . OBJETIVO EDUCACIONAL Conocer y aplicar la normatividad vigente en cuestiones de medición e instrumentación de plantas industriales.
FUENTES DE INFORMACIÓN
ACTIVIDADES DEL APRENDIZAJE 1.1. Realizar una investigación documental sobre los procesos de medición, control e instrumentación. 1.2. Identificar los diferentes tipos de errores de medición de variables de proceso y aceleración. 1.3. Aplicar la normatividad vigente de las mediciones e instrumentaciones virtuales. 1.4. Desarrollar planos instrumentales, de acuerdo a la norma vigente. 1.5. Realizar una práctica integradora donde aplique los conocimientos de la unidad.
1,2,3,4
NUMERO DE UNIDAD: II NOMBRE DE LA UNIDAD: Calibración de los instrumentos OBJETIVO EDUCACIONAL Realizar el procedimiento de calibración de acuerdo a la normatividad vigente para desarrollar estrategias de mantenimiento de equipos de medición.
ACTIVIDADES DEL APRENDIZAJE 2.1. Elaborar un procedimiento de calibración de equipos de medición. 2.2. Realizar prácticas donde se evidencia la calibración de instrumentos de medición eléctrica y mecánica. 2.3. Realizar una investigación documental sobre la Normatividad vigente donde se aplique la calibración de instrumentos. 2.4. Realizar un plan de mantenimiento para calibración de instrumentos de medición.
FUENTES DE INFORMACIÓN 4,5,6,7 y 9
NUMERO DE UNIDAD: III NOMBRE DE LA UNIDAD: Arquitectura general del sistema de instrumentación virtual. OBJETIVO FUENTES DE ACTIVIDADES DEL APRENDIZAJE EDUCACIONAL INFORMACIÓN Realizar sistemas de 3.1. Realizar una investigación documental sobre los instrumentación virtual, con sistemas de instrumentación virtual. base a la configuración que 3.2. A través de un caso práctico, realizar la configuración le corresponde, usando las de un sistema de instrumentación virtual, con el apoyo de tecnologías para la un software. adquisición de datos. 3.3. A través de un caso práctico, realizar la configuración 10, 11, 12 de sensores e instrumentos inteligentes, con el apoyo de un software. 3.4. Realizar una exposición grupal de las tecnologías para la adquisición de datos. 3.5. Ejemplificar el uso de tecnologías para la adquisición de datos, usando software y tarjetas de adquisición vigentes de datos en el mercado. NUMERO DE UNIDAD: IV NOMBRE DE LA UNIDAD: Manipulación y procesamiento de datos. OBJETIVO EDUCACIONAL
ACTIVIDADES DEL APRENDIZAJE
FUENTES DE INFORMACIÓN
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Comprender y aplicar las 4.1. Realizar investigación documental de procesamiento de técnicas para la datos analógicos y digitales. manipulación y 4.2. Realizar una exposición sobre las técnicas 10, 11,12, 13 y 14 procesamiento de datos, a especializadas para la adquisición de datos y proponer un través de software ejercicio de aplicación. especializado para la 4.3. Realizar prácticas en el sistema operativo en tiempo generación de reportes. real para la manipulación y generación de reporte. 4.4. Realizar un proyecto para manipular la adquisición de datos y generación de reportes en tiempo real
NUMERO DE UNIDAD: V NOMBRE DE LA UNIDAD: Diseño, desarrollo e integración de instrumentos virtuales. OBJETIVO FUENTES DE ACTIVIDADES DEL APRENDIZAJE EDUCACIONAL INFORMACIÓN Realizar la integración de 5.1. Realizar exposición grupal sobre los sistemas de instrumentos virtuales medición, control, calibración y validación de para los sistemas de instrumentos de acceso remoto. 10, 11,12, 13 y 14 medición y control, de 5.2. Realizar prácticas de sistemas de medición y control. variables de proceso y 5.3. Realizar prácticas de calibración y validación de acceso remoto. sistemas de instrumentación. 5.4. Realizar una práctica de medición y control con instrumentos de acceso remoto. 5.4. Desarrollar un proyecto integrador que contemple los sistemas de medición, control, calibración y validación.
NUMERO DE UNIDAD: VI NOMBRE DE LA UNIDAD: Proyecto de Aplicación. OBJETIVO FUENTES DE ACTIVIDADES DEL APRENDIZAJE EDUCACIONAL INFORMACIÓN Diseñar diversos sistemas 6.1. Realizar una investigación documental sobre el de instrumentación y monitoreo de energía y variables de proceso. control que abarquen un 6.2. Realizar una tabla comparativa sobre los diferentes tipos aspecto amplio de de variables de procesos (flujo, presión, temperatura y De la 1 a la 14 disciplinas. volumen). 6.3. Realizar una exposición grupal que especifique los tipos de medición de aceleración (velocidad, tiempo, desplazamiento, vibración y ruido). 6.4. Desarrollar un proyecto integrador que contemple diversos sistemas de instrumentación y control que a barquen un aspecto amplio de disciplinas.
10.- FUENTES DE INFORMACIÓN 1.- RICHARD S FIGLIOLA Y DONALD E BEASLEY Mediciones Mecánicas, teoría y diseño
MÉXICO ED. ALFA OMEGA, 2003 2.- JOHN G WEBSTER The Measurement instrumentations and sensor handbook
BOCA RATON, FLORIDA CRC PRESS, IEEE PRESS, 1999
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3. - CRC PRESS, IEEE PRESS The Electrical Engineering Handbook
BOCA RATON, FLORIDA 1997 VOLUMEN I 4.- PROCESS MEASUREMENT AND ANALYSIS CRC PRESS Instrument Engineers Handbook, 3a. Edición
BOCA RATON, FLORIDA 1995. VOLUMEN I 5.-BOYES, Walt. Instrumentation Reference Book, 3rd edition U.S.A. Elsevier Science, 2003
6. GARRETT, Patrick H. Multisensor Instrumentation 6 Design: Defined Accuracy Computer Integrated Measurement Systems
U.S.A. John Wiley, 2002 7. EREN, Halit Electronic Portable Instruments: Design and Applications
U.S.A. CRC, 2004 8. COOMBS, Clyde F. Electronic Instrument Handbook .
U.S.A. McGraw Hill, 2000 9. DERENZO, Stephen E. Practical Interfacing in the Laboratory : Using a PC for Instrumentation, Data Analysis and Control . U.K. Cambridge University Press, 2003
10.- PALLAS ARENY, RAMON Sensores y acondicionadores de señal, 3a edición MÉXICO ED. ALFA OMEGA-MARCOMBO, 200. 11. OLIVER y Cage Electronic Measurement and Instrumentation New York McGraw –Hill, 1995
12. COOPER, William David Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de medición
3a edición México Prentice Hall, 1991 13. DOUBELIN, E. Measurement Systems, Aplications and Design 5a edición New York McGraw –Hill, 2004
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14. CONSIDINE, D.M Process Instruments and Control Handbook 5a edición New York McGraw –Hill, 1999
11. PRACTICAS PROPUESTAS
Prácticas de laboratorio con los diferentes instrumentos de medición de variables eléctricas, analíticas y de procesos.
Medición de variables con sensores y amplificadores.
Proyecto control de variables.
Adquisición y medición utilizando tarjetas de Adquisición de datos.
Prácticas de laboratorio en un Instituto Tecnológico Co nsolidado o Certificado.
Visita a empresas a fines en el uso de mediciones e instrumentación.
Proyecto de aplicación de Instrumentación virtual.
