1. DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Controladores Lógicos Programables Carrera: Ingeniería Electromecánica Clave de la asignatura: AIF-0705 Horas teoría-Horas prácticas-Créditos: 2-4-8 2. HISTORIA DEL PROGRAMA LUGAR Y FECHA DE PARTICIPANTES OBSERVACIONES (CAMBIOS Y ELABORACIÓN JUSTIFICACION) Instituto Tecnológico Academia de Electromecánica Reunión local para establecer la de Zacatecas. Especialidad de la carrera de Del 18 al 29 de Junio Ingeniería Electromecánica. del 2007. 3. UBICACION DE LA ASIGNATURA a) RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DEL PLAN DE ESTUDIOS ANTERIORES ASIGNATURAS TEMAS Electrónica - Álgebra Booleana - Lógica combinacional. Programación - Diagramas de flujo. - Lógica de programación. Controles Eléctricos - PLC Circuitos Hidráulicos y neumáticos Sensores en la Automatización - Neumática electrónica - Todos POSTERIORES ASIGNATURAS TEMAS Se trata de una materia Terminal por lo tanto no hay asignaturas posteriores b) APORTACION DE LA ASIGNATURA AL PERFIL DEL EGRESADO Le permite realizar el diseño de sistemas automáticos de control utilizando el PLC en aplicaciones industriales, comerciales y de servicios. Le proporciona las herramientas teóricas y prácticas para el análisis, operación y mantenimiento de sistemas de control automático donde se utiliza el PLC. 4. OBJETIVO(S) GENERALES(ES) DEL CURSO El alumno utilizará el Controlador Lógico Programable como una herramienta de automatización industrial en lazo abierto y en lazo cerrado, realizando la selección adecuada del modo de programación así como la elección conveniente de los dispositivos necesarios para conectar el equipo en un entorno industrial. 5. TEMARIO NÚM. TEMAS Subtemas I Tipos y características de 1.1 Filosofía del PLC los PLC´s 1.2 PLC´s compactos (Micro y mini PLC) 1.3 Sistemas modulares 1.4 Sistemas de comunicación entre PLC MaestroEsclavo. 1.5 Sistemas Distribuidos (Ethernet). 1.6 Sistemas Actuales y Emergentes II Características y tipos de entradas-salidas 2.1Definición de entradas y salidas para un PLC 2.2 Entradas lógicas, sensores que entregan estas señales 2.3 Entradas analógicas, transductores y circuitos acondicionadores que entregan estas señales 2.4 Umbral de entrada y consideraciones sobre ruidos en ambientes industriales. 2.5 Salidas lógicas, actuadores que emplean estas señales 2.6 Salidas analógicas, transductores que emplean estas señales. 2.7 Entradas y salidas rápidas III Programación de PLC 3.1 Programación usando diagramas de escalera (KOP) 3.2 Programación usando Pasos (STEP) 3.3 Programación de lista de Instrucciones (AWL) 3.4 Programación con bloques (FUP) 3.5 Tiempos de Scan. 3.6 Programación de lazos de control usando temporizadores 3.7 Programación de lazos de control usando contadores 3.8 Programación de lazos de control usando funciones especiales: aritméticas, comparaciones, rotacionales, corrimientos, conversiones y otros. IV Selección y operación 4.1 Selección por cantidad de I/O 4.2 Selección por tipo de sensores, actuadores y transductores 4.3 Ambiente de operación 4.4 Instalación e implementación de un PLC 4.5 Proceso de aplicación 4.6 Manejo de los PLC´s 4.7 Mantenimiento V Aplicaciones VI Proyecto. 5.1 Edificios Inteligentes 5.1.1 Iluminación 5.1.2 Control de acceso 5.1.3 Aire acondicionado 5.2 Control de procesos para microempresas 5.3 Control de máquinas eléctricas 5.4 Control de procesos Industriales (Paneles Visuales) 5.4.1 Aplicaciones medianas 5.4.2 Aplicaciones grandes 6.1 Realizar un sistema de control de lazo abierto usando PLC, desde el diseño hasta su implementación. 6. APRENDIZAJES REQUERIDOS Álgebra Booleana. Lógica combinatoria. Lógica secuencial. Principios de programación Fundamentos de máquinas eléctricas Fundamentos de controles eléctricos Fundamentos de sensores y actuadores 7. SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Propiciar la búsqueda de información técnica de los distintos fabricantes de controladores lógicos programables. Realizar visitas industriales en donde se observe el uso y aplicación del PLC. Diseñar las prácticas a desarrollar en el laboratorio. Fomentar el trabajo en equipo. Realizar un proyecto final donde el alumno sintetice los conocimientos adquiridos durante el desarrollo de la materia. Enfatizar el carácter práctico de la materia. 8. SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Se sugiere darle un peso a la realización de las prácticas similar al peso de los exámenes. Considerar tareas y trabajos de investigación. Evaluación de un proyecto final. 9. UNIDADES DE APRENDIZAJE NÚMERO DE UNIDAD: I NOMBRE DE LA UNIDAD: TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS PLC´S. OBJETIVO EDUCACIONAL El alumno adquirirá el ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1.1 Buscar y seleccionar información de los FUENTES DE INFORMACION conocimiento de las diferentes tecnologías existentes de sistemas de conexión de un PLC PLC´s disponibles comercialmente. 1.2 Realizar una visita a industrias que tengan implementados diferentes sistemas de conexión de PLC´s. 1.3 Realizar prácticas con los diferentes tipos de PLC´s disponibles. 1.4 Realizar practicas de conexiones entre los elementos de control para simular las aplicaciones 1,2, 4, 5, 7 9, 10, 11,12 13 NÚMERO DE UNIDAD: II NOMBRE DE LA UNIDAD: CARACTERÍSTICAS Y TIPOS DE ENTRADAS SALIDAS TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS PLC´S. OBJETIVO EDUCACIONAL El alumno identificara los diferentes tipos de entradas y salidas. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 2.1 Buscar y seleccionar información de los sensores, actuadores y transductores disponibles comercialmente. 2.2 Definir los conceptos y características utilizadas en cada tipo de elemento de conexión a los PLC´s. 2.3 Realizar prácticas de conexiones entre el PLC y los dispositivos que componen un sistema de control industrial. 2.4 Comentar la normatividad y medidas de seguridad par realizar la instalación de los elementos de control. FUENTES DE INFORMACION 1, 2, 4, 5, 7 8, 9, 10, 11 NÚMERO DE UNIDAD: III NOMBRE DE LA UNIDAD: PROGRAMACIÓN DE PLC OBJETIVO EDUCACIONAL El alumno programaran usando diagramas de escalera, listas de instrucciones, bloques funcionales y pasos. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 3.1 Realizar programas en diagrama escalera y lista de instrucciones en aplicaciones que requieran bloques básicos, temporizadores, contadores. 3.2 Realizar programas de aplicaciones que requieran el manejo de funciones aritméticas, manejo de bits y bytes. 3.3 Realizar programas utilizando bloques funcionales (FUP) y a pasos (STEP) en aplicaciones que requieran bloques básicos, temporizadores, contadores. 3.4 Realizar programas utilizando bloques funcionales (FUP) y a pasos (STEP) de aplicaciones que requieran el manejo de funciones aritméticas, manejo de bits y bytes. 3.5 Realizar conexiones entre los elementos de control para simular las aplicaciones FUENTES DE INFORMACION 1, 2, 4, 5 8, 9, 10, 11 12, 13 NÚMERO DE UNIDAD: IV NOMBRE DE LA UNIDAD: SELECCIÓN Y OPERACION OBJETIVO EDUCACIONAL El alumno identificara las mejores opciones para una aplicación dada y simulara una implementación de un PLC. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 4.1 Identificar PLC´s existentes y realizar una investigación de características en diferentes marcas existentes en el mercado. 4.2 Realizar prácticas de instalación de un PLC. 4.3 Realizar una simulación de implementación para el cambio de un sistema tradicional (lógica cableada) a un PLC. 4.4 Realizar el mantenimiento de los PLC´s existentes en el laboratorio. FUENTES DE INFORMACION 1, 2, 4 6, 7, 8,10, 12 NÚMERO DE UNIDAD: V NOMBRE DE LA UNIDAD: APLICACIONES OBJETIVO ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE FUENTES DE EDUCACIONAL INFORMACION El alumno adquirirá el 5.1 Conectar los multiplexores de entradas conocimiento de las y salidas. diferentes tecnologías 5.2 Operar el PLC en los diferentes tipos de 2, 10, 11 existentes para la redes LAN existentes en las 12 comunicación de los PLC´s aplicaciones industriales. en las aplicaciones 5.3 Operar el PLC en las redes industriales. ETHERNET. 5.4 Realizar la comunicación entre el PLC con programas comerciales como LabView, WinCC NÚMERO DE LA UNIDAD: VI NOMBRE DE LA UNIDAD: PROYECTO OBJETIVO EDUCACIONAL El alumno realizará un proyecto de sistema de control completo. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE FUENTES DE INFORMACION 6.1 Realizar un proyecto de un sistema de control desde su diseño hasta su 1, 2, 3, 4, 6, 7 implementación, consultado las normas 10,11,12, 13 aplicables y condiciones de seguridad en su instalación. 10. FUENTES DE INFORMACION 1. Porras, A., Montanero, A. P., Autómatas programables; Ed. Mc Graw Hill. 2. Piedrafita Moreno, Ramón, Ingeniería de la automatización industrial; Ed. Alfaomega RAMA. 3. Kosow, Irving L., Control of Electric Machines; Ed. Prentice Hall. 1973. 4. Balcells, Joseph, Romeral, José Luis, Autómatas programables; Ed. Alfaomega Marcombo. 5. Mandado Pérez, Enrique, Acevedo, Jorge Marcos, López, Serafín Alfonso. Controladores lógicos y autómatas programables; Ed. Alfaomega Marcombo. 6. Milan, Salvador. Automatización neumática y electroneumática; Ed. Alfaomega Marcombo. 7. García Moreno, Emilio. Automatización de procesos industriales; Alfaomega. 8. Manual de mecánica industrial, Tomo III, Autómatas y robótica. Ed. Cultural S. A. 9. Manuales de los controladores lógicos programables que se utilicen en el laboratorio del ITZ. 10. Programmable Logic Controllers. Petruzella, Frank D. Programmable Logic Controllers, Fourth Edition. Bolton W. 11. Batten, George L, Programmable Controllers Hardware, Software and Applications; Ed. Mc. Graw Hill. 1994. 12. Johnson, David G. Programmable Controllers for Factory Automation; Ed. Marcel Dekker. 13. Webb John, Programmable Logic Controllers, Principles and applications; Ed. Merrill. 11.- Prácticas Propuestas. 1. Conexión de los diferentes elementos de un sistema de control utilizando el PLC como controlador. 2. Programas aplicando la programación escalera y lista de instrucciones. 3. Programas de PLC usando bloques funcionales, FUP y pasos, STEP. 4. Programas utilizando el PLC en lazo cerrado. 5. Aplicación de los PLC´s en red. 6. Paneles visuales. 7. Proyecto utilizando el PLC como controlador 8. Proyecto final integrador multidisciplinario.