3. horas teóricas 27 1. competencias 4. horas prácticas

INGENIERÍA EN MECATRÓNICAEN COMPETENCIAS PROFESIONALES

ASIGNATURA DE CONTROL LÓGICO AVANZADO

1. Competencias Desarrollar proyectos de automatización y control, através del diseño, la administración y la aplicación denuevas tecnologías para satisfacer las necesidades delsector productivo.

2. Cuatrimestre Décimo3. Horas Teóricas 274. Horas Prácticas 485. Horas Totales 756. Horas Totales por Semana

Cuatrimestre5

7. Objetivo de aprendizaje El alumno diseñará interfaces de instrumentación virtualpara el control y monitoreo de sistemas automatizadosutilizando PLC y redes industriales.

Unidades de AprendizajeHoras

Teóricas Prácticas Totales

I. Funciones avanzadas con PLC 10 10 20II. Sistemas HMI SCADA con PLC 5 10 15III. Comunicaciones industriales y protocolos 7 10 17IV. Interconexión de periféricos con PLC 5 10 15V. Proyecto de control con PLC 0 8 8

Totales 27 48 75

ELABORÓ: Comité de Directores de la Carrera deIng. en Mecatrónica REVISÓ: Dirección Académica

APROBÓ: C. G. U. T. y P. FECHA DE ENTRADAEN VIGOR: Septiembre de 2020

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CONTROL LÓGICO AVANZADO

UNIDADES DE APRENDIZAJE

1. Unidad deaprendizaje I. Funciones avanzadas con PLC

2. Horas Teóricas 103. Horas Prácticas 104. Horas Totales 20

5. Objetivo de laUnidad deAprendizaje

El alumno programará funciones avanzadas de PLC,configurando PID, PWM, salidas analógicas y entradasanalógicas conectadas a sensores y actuadores industriales paracontrol y automatización.



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Temas Saber Saber hacer Ser

Características y funcionesavanzadas dePLC

Identificar los componentesde un PLC modular, lascaracterísticas yconfiguración del CPU, lospuertos, registros,comunicación serial RS-232,RS-485, USB con la PC.

Diferenciar las partesinternas y externas de unPLC avanzado.

Configurar los registros,CPU, la comunicación con laPC, entradas y salidas.

CoherenteAsertivo

Función PIDintegrada deun PLC.

Describir la función de uncontrolador ProporcionalIntegral Derivativo y susparámetros.

Configurar las funciones yparámetros PID en un PLCavanzado y conectarlo.

Manejo deestrésTrabajo enequipoAsertivo

Salidasanalógicas yPWM.

Describir la función desalidas analógicas y PWM enaplicaciones industriales paracontrol y sus parámetros deconfiguración.

Configurar y conectarsalidas analógicas y PWMde un PLC en un proceso.

Manejo deestrésTrabajo enequipoAsertivo

Entradasanalógicas ysensoresindustriales(0-10VDC y0-20mA).

Identificar las aplicaciones desensores industriales desalida analógica en 0-10Vdcy 0-20 mA.

Describir los parámetros deconfiguración de entradasanalógicas.

Conectar sensores ytransductores industrialescon salida analógica de0-10Vdc y 0-20mA en lasentradas de un PLCavanzado.

Manejo deestrésAsertivoCoherente


Protocolos decomunicaciónRS-232 yRS-485.

Explicar los protocolos decomunicación RS-232 yRS-485 utilizados por lamayoría de los dispositivoslógicos industriales.

Comunicar el PLC y diversosdispositivos a través decomunicación serial porprotocolo RS-232 y RS-485.

DominiopersonalAsertivoManejo deconflictos



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PROCESO DE EVALUACIÓN

Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizaje Instrumentos y tiposde reactivos



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Entregará un reporte de lasprácticas desarrolladas con unPLC avanzado (modular) en losque emplee: salidas analógicas,PID, entradas analógicas consensores industriales yprotocolos de comunicacióngeneral RS-232 y RS-485.

1. Identificar las característicasde un PLC avanzado, módulos,funciones, entradas, salidas,programación.

2. Comprender la configuraciónde las funciones PID de un PLCavanzado.

3. Comprender elfuncionamiento de salidasanalógicas y PWM de un PLCavanzado.

4. Comprender la conexión yutilización de entradasanalógicas de un PLCconectadas a sensores ytransductores industriales consalida de 0-10VDC y 0-20mA.

5. Comprender la conexiónserie RS-232 y RS-485 comomedio de comunicación delPLC.

ProyectoLista de verificación


PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE



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Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticosDemostración prácticaAprendizaje basado en proyectos

PintarrónLaboratorio de cómputoSoftware del PLC, proyectorPLCCables de programaciónComputadorasSensores industriales de diferentes variablesfísicas y cables de comunicación serial.

ESPACIO FORMATIVO

Aula Laboratorio / Taller Empresa

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1. Unidad deaprendizaje II. Sistemas HMI SCADA con PLC.

2. Horas Teóricas 53. Horas Prácticas 104. Horas Totales 155. Objetivo de la

Unidad deAprendizaje

El alumno implementará un sistema HMI SCADA con PLC ydispositivos de visualización para procesos industriales.


Principios deseñalización ydiseño deinterfacesgraficasbasado ennormas

Explicar las normasreferentes a la señalizaciónde sistemas HMI (NORMAISO 9241).

Describir el funcionamiento,características y suscriterios de selección de laspantallas de visualizaciónTRC, LCD y Touch Screen.

Esbozar laimplementación de unaseñalización en unsistema HMIconsiderando la norma.

Seleccionar la mejoralternativa devisualización (pantallas devisualización TRC, LCD yTouch Screen) de acuerdocon a diferentesaplicaciones.

AsertivoManejo deconflictosLiderazgo

Software dediseño desistemas HMI(LABVIEW,VEE PRO,INTOUCH,Win CC,Factory Talk)

Identificar el entorno deprogramación y la forma enque se elabora un programapara un sistema HMI.

Determinar el software deacuerdo al hardwareutilizado en una aplicaciónespecífica y realizar laconfiguración y conexiónde una pantalla devisualización.

CoherenteManejo de estrés

Programaciónde un sistemaHMI SCADA

Describir la estructura ylenguaje de programación deun sistema HMI comunicadoa un PLC.

Programar un sistemaHMI con diferentesprogramas y pantallas devisualización de procesoscomunicándolo con unPLC.

Dominio personalCoherenteAsertivo



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Entregará un reporte de lasprácticas desarrolladas con elPLC avanzado, donde sevisualice la programación deinterfaces visuales de unsistema HMI SCADA de unaaplicación especifica.

1. Comprender los principios deseñalización y de diseño en laimplementación de un sistemaHMI SCADA de acuerdo a lanorma.

2. Analizar el tipo de pantalla autilizar de acuerdo a lasnecesidades de la aplicación, elsoftware y el PLC (marcas,modelos y tecnología).

3. Comprender la programaciónde interfaces visuales de unsistema HMI SCADA.






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PintarrónLaboratoriosComputadorasPantallas de visualización industrialPLC y cables de programación.

ESPACIO FORMATIVO


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1. Unidad deaprendizaje III. Comunicaciones industriales y protocolos



El alumno configurará el PLC utilizando los protocolos y busesutilizados en la industria para comunicarlo con otros dispositivos.


Conceptos decomunicaciónindustrial.

Describir los conceptos decomunicaciones industriales:modelos, arquitecturas,estándares, etc.

Identificar las topologías deinterconexión básica yelementos de enlace máscomunes en las redesIndustriales.

Determinar los protocolosde comunicaciónindustriales adecuados deacuerdo a diferentesaplicaciones.

CoherenteAsertivo



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Buses decomunicaciónde campo engeneral.

Reconocer los buses decomunicación de campogeneral:a) INTERBUSb) MODBUSc) HARTd) FIELDBUSe) DEVICENETf) CONTROL NETIdentificar las característicasfísicas y eléctricas,parámetros de configuración,criterios de selección, asícomo aplicaciones típicaspara cada uno de ellos.

Diferenciar los buses decampo general deacuerdo a una aplicación.

Establecer suscaracterísticas yrequerimientos.

Modelar y simular elfuncionamiento de redesindustriales utilizandosoftware dedicado.

Configurar el PLC ycomunicar dispositivosempleando buses oprotocolos más comunes:INTERBUS, MODBUS,HART, FIELDBUS,DEVICENET.

Manejo de estrésTrabajo en equipo

Buses máscomunes:CANOPEN,ETHERNET YPROFIBUS.

Describir los buses de usomás común comoCANOPEN, ETHERNET,PROFIBUS.

Identificar las característicasfísicas y eléctricas,parámetros de configuración,criterios de selección, asícomo aplicaciones típicaspara cada uno de ellos.

Diferenciar los buses deacuerdo a una aplicación.

Establecer suscaracterísticas yrequerimientos.

Configurar el PLC ycomunicar dispositivosempleando buses oprotocolos más comunesde comunicaciónindustrial: CANOPEN,ETHERNET oPROFIBUS.

AsertivoCoherente

Supervisión deprocesos porInternet.

Describir el protocoloTCP-IP, sus característicasy los parámetros de suconfiguración.

Implementar el monitoreoa distancia de procesosmediante PLC y la red deInternet.

HonestoLiderazgoManejo de estrés



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Elaborará un cuadrocomparativo en el que seestablezcan los característicasde los buses de campoprincipales, se presenten susventajas, desventajas,requerimientos, principales ydefina para que tipo deaplicaciones industriales es másadecuada cada uno.

Elaborará reportes de lasprácticas realizadas decomunicación y configuración debuses de campo entre un PLC yotros dispositivos, plasmando losresultados.

1. Comprender las basesteóricas sobre comunicacionesy protocolo de comunicación.

2. Analizar los diferentes busesde comunicación industrial.

3. Discriminar el protocolonecesario en comunicación dedispositivos y el monitoreoremoto de aplicacionesmediante la red de Internet.

4. Comprender la configuracióndel PLC de acuerdo a losdiferentes protocolos decomunicación.






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PintarrónPLCLaboratoriosEquipo de cómputoProyectorVariadores de velocidadCNCControladores PID, CNC, otros PLCConexión a internet, cables de programacióny comunicación industrial.

ESPACIO FORMATIVO


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1. Unidad deaprendizaje IV. Interconexión de periféricos con PLC



El alumno interconectará y configurará dispositivos de controlindustrial con el PLC para su trabajo conjunto en un proceso decontrol o automatización.


ComunicaciónconcontroladoresPID deprocesosindustriales.

Describir las característicasy tipos de controladores deprocesos industriales PIDmás comunes (variables detemperatura, flujo, presión,humedad, nivel).

Configurar y comunicar elPLC con controladoresPID de procesosindustriales de diferentesvariables de control delazo cerrado.

AsertivoCoherente

Comunicacióncon variadoresde frecuencia.

Explicar la operación de lavariación de la velocidad demotores a través de lafrecuencia e identificar losprincipales tipos y suscaracterísticas.

Configurar y comunicar elPLC con variadores defrecuencia en lazocerrado desde el PLC.

Trabajo en equipoLiderazgoAsertivo

Comunicacióncon RobotIndustriales.

Describir los diferentes tiposde robots y sus aplicacionesy como se interactúa con unPLC para un proceso.

Configurar y comunicar elPLC con robotsindustriales.

Manejo se estrésCoherenteProactivo

Comunicacióncon otrosdispositivos(otros PLC,CNC)

Describir otros dispositivosque se pueden comunicar yser controlador por un PLCavanzado y susaplicaciones.

Configurar y comunicar elPLC con otrosdispositivos (PLC, CNC)industriales.

Manejo se estrésCoherenteProactivo



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Controldistribuido

Explicar los conceptos decontrol distribuido.

Implementar esquemasde control distribuido condispositivos de controlindustrial y PLC.

HonestoCoherente






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Elaborará un reporte de lasprácticas desarrolladas decomunicación y configuración deun PLC avanzado con otrosdispositivos, definiendo yjustificando el protocolo utilizadoen cada caso: controladoresPID, variadores de frecuencia,Robots, CNC, otros PLC.

1. Comprender la importanciade comunicar el PLC con otrosdispositivos.

2. Analizar el funcionamiento,configuración y puesta enmarcha de diferentescontroladores industriales, asícomo variadores de velocidad,implementado su conexión conel PLC.

3. Analizar las conexiones parala comunicación con robots,maquinas CNC y controldistribuido.






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Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticosDemostración práctica.Aprendizaje basado en proyectos.

Aula con pintarrónPLCEquipo de cómputoProyectorEquipos industrialesVariadores de frecuenciaRobotEquipos de CNC.

ESPACIO FORMATIVO


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1. Unidad deaprendizaje V. Proyecto de control con PLC

2. Horas Teóricas 03. Horas Prácticas 84. Horas Totales 8

5. Objetivo de laUnidad deAprendizaje

El alumno integrará las herramientas de control lógico avanzadopara desarrollar un proyecto final utilizando PLC avanzado consistemas de visualización e interacción con otros dispositivos decontrol.


Proyectointegrador conPLCavanzadopara el controlde un proceso

Desarrollar un proyecto decontrol de un proceso queintegre:A) Manejo de entradas,salidas, analógicas y PWM.B) Comunicación con otrosdispositivos: Robots,Variadores, PID, otros PLC.C) Emplee una programaciónHMI SCADA y pantallas devisualización.D) Elabore documentaciónnecesaria del proyecto.

LiderazgoTrabajo enequipo



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Entregará un reporte final delproyecto que incluya:Programas, planos,características, y conclusiones.

1. Comprender la problemáticaque desea controlar oautomatizar.

2. Analizar los PLC y otrosdispositivos que empleará paradesarrollar la solución.

3. Analizar la solución másadecuada desarrollando unplano y diagrama de control.

4. Comprender lacomunicación, programación,conexión del PLC con otrosdispositivos.






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Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticosDemostración práctica.Aprendizaje basado en proyectos.

PLCSensores industrialesEquipo de cómputoCables de programación y comunicación,robotsCNCVariadores de frecuenciaPantallas de visualizaciónConectoresSoftwarePC impresoras.

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CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUECONTRIBUYE LA ASIGNATURA

Capacidad Criterios de DesempeñoDeterminar soluciones, mejoras einnovaciones a través de diseñospropuestos para atender las necesidades deautomatización y control, considerando losaspectos Mecánicos, Electrónicos,Eléctricos.

Elabora una propuesta del diseño que integre:• Necesidades del cliente en el que seidentifique: capacidades de producción,medidas de seguridad, intervalos de operacióndel sistema, flexibilidad de la producción,control de calidad• Descripción del proceso• Esquema general del proyecto,• Sistemas y elementos a integrar al proceso ysus especificaciones técnicas por áreas:Eléctricos, Electrónicos, Mecánicos, Elementosde control• características de los requerimientos desuministro de energía (eléctrica, neumática,etc)• Estimado de costos y tiempos de entrega.

Modelar diseños propuestos apoyados porherramientas de diseño y simulación de lossistemas y elementos que intervienen en laautomatización y control para definir suscaracterísticas técnicas.

Entrega el diagrama y el modelo del prototipofísico o virtual por implementar o probar,estableciendo las especificaciones técnicas decada elemento y sistema que componen lapropuesta, planos, diagramas o programasincluyendo los resultados de las simulacionesrealizadas que aseguren su funcionamiento:

• Materiales, Dimensiones y acabados;• Descripción de entradas, salidas y consumode energías;• Comunicación entre componentes y sistemas;• Configuración y/o programación;



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Capacidad Criterios de DesempeñoImplementar prototipos físicos o virtualesconsiderando el modelado, para validar ydepurar la funcionalidad del diseño.

Depura y optimiza el prototipo físico o virtualmediante:• La instalación y/o ensamble de elementos ysistemas componentes del proyecto deautomatización en función del modelado.• La configuración y programación de loselementos que así lo requieran de acuerdo a lasespecificaciones del fabricante.• La realización de pruebas de desempeño delos elementos y sistemas, y registro de losresultados obtenidos.• La realización de los ajustes necesarios paraoptimizar el desempeño de los elementos ysistemas



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FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Autor Año Título delDocumento Ciudad País Editorial

Martínez, L.,Guerrero, V. yYuste, R.

(2009) Comunicaciones Industriales.

Madrid España AlfaomegaISBN:9788426715746

Guerrero,Vicente

(2010) Comunicaciones Industriales

D.F. México MarcomboISBN:9786077686712

Adrián Daneri,Pablo

(2008) PLCAutomatizacióny ControlIndustrial

D.F. México LIMUSAISBN: 9505282968

AcebedoSánchez, José

(2013) Instrumentacióny ControlAvanzado

Madrid España Díaz de Santos, S.A. ISBN:9788479787547

Mengual, Pilar (2010) STEP 7: UnaManera Fácil deProgramar PLCde SIEMENS

D.F. México MARCOMBOISBN:9786077686552

VictorianoÁngelMartínezSánchez

(2008)PotenciaHidráulicacontrolada porPLC.

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México AlfaomegaISBN:9789701514320

RodríguezPenin, Aquilino

(2013) SistemasSCADA

D.F. México MarcomboEdiciones TécnicasISBN:9786077686552



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(2010) Ingeniería deControlModerna

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México PearsonPrentice HallISBN:9788483226605

Gary DAnderson

(2014)IndustrialNetworkBasics:PracticalGuidesfor theIndustrialTechnician!

UK UK CreatespaceIndependentPublishing PlatformISBN:9781500930936

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(2016) Cyber-securityof SCADA andOther IndustrialControlSystems

Switzerland

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SpringerInternationalPublishingISBN:97833193212578



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https://www.amazon.com/Industrial-Network-Basics-Practical-Technician/dp/1500930938/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1530754935&sr=1-1&keywords=industrial+network+basics&dpID=51nFk7x1vcL&preST=_SY291_BO1,204,203,200_QL40_&dpSrc=srch










3. horas teóricas 27 1. competencias 4. horas prácticas

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