Diseño e implementación de un manual de prácticas para el área de automatización industrial

Al ser ingeniería Mecatrónica una carrera relativamente nueva, se dio la necesidad del montaje de una serie de laboratorios propios para la instrucción de nuevas áreas que trae consigo esta ingeniería; como lo son: Laboratorio de Automatización y Control Industrial, Laboratorio de Electrónica e Inst...

Full description

Autores:: Morales Tavera, Magda Judith
Veslin Díaz, Elkin Yesid

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2005

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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El laboratorio de Automatización y Control Industrial cuenta con un sin número de dispositivos reales de la industria, comenzando con controladores lógicos programables (PLC) hasta una amplia gama de sensores y actuadores. Este laboratorio integra componentes de la industria, de sistemas y software con las tecnologías de automatización (neumática, robótica, manipulación entre otras) para transferir el conocimiento a partir de una planta física.OBJETIVO GENERAL 19 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 19 INTRODUCCIÓN 21 1 MARCO TEORICO 24 1.1 METODOLOGIAS DE APRENDIZAJE 24 1.1.1 INTRODUCCIÓN 24 1.1.2 EL APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS COMO TÉCNICA DIDÁCTICA (ABP) 26 1.1.2.1 Organización didáctica del ABP. 28 1.1.2.2 Características de los problemas en el ABP 28 1.1.2.3 Evolución de un grupo de aprendizaje que utiliza el ABP 30 1.1.2.4 Actividades y responsabilidades del alumno y del profesor 31 1.1.2.5 La evaluación en el ABP. 33 1.1.2.6 Dificultades y barreras para poner en práctica el ABP. 35 1.1.3 EL ESTUDIO DE CASOS COMO TÉCNICA DIDÁCTICA 36 1.1.3.1 Elaboración de un caso para su aplicación. 39 1.1.3.2 Tipos de casos 41 1.1.3.3 Como se organiza la técnica 42 1.1.3.4 Actividades y responsabilidades de alumnos y profesores. 43 1.1.3.5 Aprendizajes que fomentan la técnica de estudio de casos. 44 1.1.3.6 La evaluación en la técnica de estudio de casos. 44 1.1.3.7 Dificultades y barreras para poner en práctica la técnica. 45 1.1.4 EL MÉTODO DE PROYECTOS COMO TÉCNICA DIDÁCTICA 45 1.1.4.1 Como se organiza el método de proyectos. 47 1.1.4.2 Actividades y responsabilidades del alumno y del profesor en el método de proyectos 50 1.1.4.3 Aprendizajes que fomenta el uso del método de proyectos. 51 1.1.4.4 La evaluación en el método de proyectos. 52 1.1.5 METODOLOGÍA DEL PROYECTO 54 1.2 CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES “PLC’S” 55 1.2.1 INTRODUCCIÓN 55 1.2.2 COMPARACIÓN ENTRE LOS PLC’S Y LAS COMPUTADORAS 56 1.2.3 LOS PLC’S EN LA INDUSTRIA 58 1.2.4 CONFIGURACIÓN DE UN PLC 60 1.2.5 COMPONENTES DE UN PLC 61 1.2.5.1 El Procesador (CPU). 61 1.2.5.2 Tiempo de Ejecución (Scan Time). 62 1.2.5.3 Memoria. 63 1.2.6 TABLA DE DATOS 66 1.2.6.1 Tabla de Entradas. 66 1.2.6.2 Tabla de Salidas. 66 1.2.6.3 Tabla de Bits Internos. 67 1.2.6.4 Registros de Almacenamiento. 67 1.2.7 FUENTE DE PODER 68 1.2.7.1 Consideraciones de Carga. 68 1.2.8 ENTRADAS/SALIDAS 68 1.2.8.1 Entradas Salidas Integradas (locales). 69 1.2.8.2 Entradas Salidas Distribuidas (remotas). 69 1.2.8.3 Entradas Salidas Compactas. 70 1.2.9 TIPOS DE ENTRADAS/SALIDAS 70 1.2.9.1 Entradas - Salidas Digitales. 70 1.2.9.2 Entradas - Salidas Análogas. 75 1.3 SENSORES 78 1.3.1 INTRODUCCIÓN 78 1.3.2 SENSORES Y TRANSDUCTORES 79 1.3.3 ACONDICIONADORES DE SEÑALES 81 1.3.3.1 Amplificación. 81 1.3.3.2 Aislamiento. 82 1.3.3.3 Filtrado. 82 1.3.3.4 Excitación. 83 1.3.4 CLASIFICACIÓN DE LOS SENSORES 83 1.3.4.1 Clasificación atendiendo a los aportes de energía. 83 1.3.4.2 Clasificación según la señal de salida. 83 1.3.4.3 Clasificación según el modo de funcionamiento. 84 1.3.4.4 Clasificación según el tipo de relación de entrada-salida. 84 1.3.4.5 Clasificación según el parámetro variable. 85 1.3.5 CARACTERÍSTICAS DE LOS SENSORES 85 1.3.5.1 Características dinámicas de los sensores. 86 1.3.5.2 Características estáticas de los sensores. 88 1.3.6 SENSORES Y APLICACIONES 94 1.3.6.1 Transductores de presión. 95 1.3.6.2 Transductores de Nivel. 97 1.3.6.3 Transductores de flujo. 99 1.3.6.4 Transductores de temperatura 100 1.3.6.5 Transductores mecánicos 102 1.3.7 SENSORES ULTRASÓNICOS 104 1.3.8 SENSORES ÓPTICOS 104 1.3.8.1 Fotodiodo. 105 1.3.8.2 Fototransistor. 105 1.4 ACTUADORES 108 1.4.1 INTRODUCCIÓN 108 1.4.2 ACTUADORES ELÉCTRICOS 109 1.4.2.1 Relés y contactores. 109 1.4.2.2 Motores. 111 1.4.2.3 Motores DC. 112 1.4.2.4 Servomotores. 115 1.4.2.5 Motores paso a paso. 118 1.4.2.6 Motores AC. 124 1.4.3 ACTUADORES HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS 124 1.4.3.1 Válvulas. 125 1.4.3.2 Servoválvulas. 128 1.4.3.3 Cilindros. 128 1.4.3.4 Bombas y motores hidráulicos o neumáticos. 131 1.4.4 ACTUADORES TÉRMICOS 131 1.5 NEUMÁTICA 133 1.5.1 INTRODUCCIÓN 133 1.5.2 CARACTERÍSTICAS ESENCIALES DE LOS COMPONENTES NEUMÁTICOS 134 1.5.3 MAQUINAS NEUMÁTICAS 135 1.5.4 APLICACIONES GENERALES EN DIFERENTES INDUSTRIAS 136 1.5.5 SIMBOLOGÍA NEUMÁTICA 139 1.5.6 CILINDROS NEUMÁTICOS 142 1.5.6.1 Cilindros de doble y simple efecto. 143 1.5.6.2 Cilindros de carrera corta. 144 1.5.6.3 Cilindro miniatura. 146 1.5.6.4 Cilindros con bloqueo de vástago. 147 1.5.6.5 Cilindro de doble fuerza y varias posiciones. 147 1.5.6.6 Cilindros neumáticos programados. 148 1.5.7 VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS Y DE MANDO 149 1.5.7.1 Representación esquemática y función característica. 150 1.5.8 VÁLVULAS DE ACCIONAMIENTO MANUAL 154 1.5.9 VÁLVULAS DE ACCIONAMIENTO MECÁNICO 156 1.5.10 VÁLVULAS DE PILOTAJE NEUMÁTICO 159 1.5.11 ELECTROVÁLVULAS 160 1.6 SISTEMAS SCADA 161 1.6.1 INTRODUCCIÓN 161 1.6.2 MTU – MASTER TERMINAL UNIT 163 1.6.3 ADQUISICIÓN DE DATOS 165 1.6.4 REDES DE COMUNICACIÓN 167 1.6.4.1 Transmisión radial. 167 1.6.4.2 Servicios satelitales 168 1.6.4.3 Modbus. 168 1.6.4.4 Sistemas Landline. 168 1.6.5 PROCESAMIENTO DE ALARMAS 168 1.6.6 RTU – REMOTE TERMINAL UNITS 169 2 METODOLOGÍA DEL DESARROLLO DEL PROYECTO 173 2.1 INTRODUCCIÓN 173 2.2 NECESIDAD 175 2.3 SOLUCIÓN 176 2.4 VIABILIDAD 176 2.5 METODOLOGÍA DE DISEÑO 176 2.5.1 PROFUNDIZAR EN LAS ÁREAS RELACIONADAS CON EL MANUAL 177 2.5.2 CAPACITACIÓN EN METODOLOGÍAS DE APRENDIZAJE 177 2.5.3 DESARROLLO DEL PROTOTIPO 178 2.6 INTEGRACIÓN DE TECNOLOGÍAS 178 2.7 PROTOTIPO 179 2.7.1 MANUAL DE PRÁCTICAS 179 2.7.1.1 Selección de la metodología de aprendizaje 180 2.7.1.2 Diseño del contenido de la práctica 180 2.7.1.3 Diseño del formato 182 2.7.1.4 Materiales del laboratorio 182 2.7.1.5 Temario de prácticas 183 2.7.2 CD DIDÁCTICO 188 2.7.2.1 Diseño del CD didáctico 188 2.7.2.2 Creación del CD didáctico (características especiales) 189 2.7.2.3 Estructura de la información 195 2.7.2.4 Difusión del CD didáctico 196 2.7.3 BANCO DE PRUEBAS 196 2.8 PRUEBAS 202 2.8.1 PRUEBA PRELIMINAR 202 2.8.2 PRUEBA INTERMEDIA 203 2.8.3 PRUEBA FINAL 204 2.9 PUESTA EN MARCHA 210 2.9.1 LA ACTIVIDAD PREVIA 210 2.9.2 EL DESARROLLO METODOLÓGICO 210 2.9.3 LA ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA 211 2.9.4 NOTIFICACIÓN DE ERRORES 212 2.9.5 CORRECCIONES SOBRE EL CD 213 3 CONCLUSIONES 215 4 RECOMENDACIONES 217 BIBLIOGRAFIA 218 ANEXOS 220PregradoAs Mechatronics engineering is a relatively new career, it was necessary to set up a series of own laboratories for the instruction of new areas that this engineering brings with it; such as: Industrial Automation and Control Laboratory, Electronics and Instrumentation Laboratory, Olepneumatics Laboratory, etc. All this to train professionals capable of conceiving, developing, optimizing and automating processes, with high-tech equipment such as those possessed by each of the aforementioned laboratories. The Industrial Automation and Control laboratory has a number of real devices in the industry, starting with programmable logic controllers (PLC) to a wide range of sensors and actuators. This laboratory integrates components of the industry, systems and software with automation technologies (pneumatics, robotics, manipulation, among others) to transfer knowledge from a physical plant.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaDiseño e implementación de un manual de prácticas para el área de automatización industrialDesign and implementation of a practical manual for the industrial automation areaIngeniero MecatrónicoBucaramanga (Colombia)UNAB Campus BucaramangaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPAutomationPneumaticsAutomatic controlAutomation industryMechatronic EngineeringIndustrial practiceInvestigationsAnalysisSensorsInstallationProduction processesAutomatizaciónNeumáticaControl automáticoIndustria automatizaciónIngeniería mecatrónicaPráctica industrialInvestigacionesAnálisisSensoresInstalaciónProcesos de producciónProcesos de producciónMorales Tavera, Magda Judith, Veslin Díaz, Elkin Yesid (2005). Diseño e implementación de un manual de prácticas para el área de automatización industrial. Bucaramanga (Santander, Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABARISTIZÁBAL F, Jesús. La Tecnología. Artículo.BALCELLS, Joseph. ROMERAL, José L. Autómatas Programables. Alfaomega. 1998. Primera Edición. 439 p.CHAPMAN, Stephen J. Máquinas Eléctricas. McGrawHill. 2000. Tercera Edición. 786 p.DEHEZA, Eduardo. SCADA, Una breve descripción. Documento: 2002.DEPPERT, W. STOLL, K. Aplicaciones de la Neumática. Alfaomega. 2001. Primera Edición. 134 p.ESTRADA, Henry. Fundamentos de controladores lógicos programables. Página de Internet: www.geocities.com/ingenieria_control/index.htm. 2001FINK, Donald G. WAYNE BEATY, H. Manual de Ingeniería Eléctrica. McGrawHill. 1996. Decimotercera Edición.GABINO, Antonio. Neumática. Documento: 2003.GARCIA MORENO, Emilio. Automatización de procesos industriales. Alfaomega. 2001. Primera Edición. 377 p.HINOSTROZA, Hector. Controladores Lógicos Programables.INSTITUTO COLOMBIANO DE PETROLEO. Curso de capacitación en Automatización de procesos, Modulo I. 2000. 78 p.MAJUMDAR, S. R. Sistemas Neumáticos Principios de Mantenimiento. McGrawHill. 1998. Primera Edición. 299 p.MANDADO PÉREZ, Enrique. ACEVEDO, Jorge M. PÉREZ LÓPEZ, Serafín A. Controladores Logicos y Autómatas Programables. Alfaomega. 1999. Segunda Edición. 393 p.MARTÍNEZ SÁNCHEZ, Victoriano Angel. Automatización Industrial Moderna. Alfaomega. 2002. Primera Edición. 771 p.PIEDRAFITA MORENO, Ramón. Ingeniería de la Automatización Industrial. Alfaomega. 2001. Primera Edición. 570 p.ROLDÁN VILORIA, José. Prontuario de Neumática Industrial. Paraninfo. 2001. Primera Edición. 243 p.SERRANO NICOLÁS, A. Neumática. Paraninfo. 1996. Primera Edición. 390 p.SERWAY. Física Tomo II. McGrawHill. 1997. Cuarta Edición. 1452 p.TECNOLÓGICO DE MONTERREY, Documentos y publicaciones. 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Diseño e implementación de un manual de prácticas para el área de automatización industrial

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