ESCUELA TECNOLGICA

INSTITUTO TCNICO CENTRAL

PROGRAMA DE ELECTROMECNICA

INGENIERA ELECTROMECANICAHoja 1 de 6

ASIGNATURA: Automatizacin IICDIGO: 6009 E10V

SEMESTRE: DcimoCRDITOS: Tres (3)

Semanas: 18Horas semanales Presenciales: 4

Fecha de Actualizacin: Febrero 04 de 2015

Docente: Jaime Barragn Velasco Email: jgbv.docente@outlook.com

OBJETIVOS:

Bsicamente son conocer y aprender las tcnicas y los equipos utilizados en la automatizacin de sistemas industriales. La asignatura se centra en los automatismos convencionales, en el autmata programable de alta gama Siemens Simatic S7-300 y en la programacin bsica necesaria para la construccin de sistemas SCADA/HMI.Al final del curso el alumno debera ser capaz de: Identificar la planta a controlar y modelarla desde un punto de vista lgico.

Elegir los elementos para realizar el control.

Disear el control mediante lgica combinacional o lgica secuencial, siguiendo las metodologas francesas Grafcet y Gemma.

Implantar el control mediante lgica cableada, en los casos sencillos o programada, mediante la utilizacin del autmata programable.

Identificar los posibles niveles de automatizacin: desde el automatismo sencillo hasta el sistema de supervisin o SCADA.

Organizar e implantar un sistema elemental de supervisin (SCADA).

TEMTICA GENERAL:1: CONCEPTOS Y ELEMENTOS FUNDAMENTALES DE LA AUTOMATIZACIN INDUSTRIAL

Introduccin a la Automatizacin Industrial. Elementos del sistema de control. Automatismos analgicos y digitales.

Automatismos cableados y programables. El autmata programable (PLCs). Control mediante PC compatible.

2: EL AUTMATA PROGRAMABLE

Arquitectura interna del autmata. Ciclo de funcionamiento del autmata. Modos de operacin. Tiempos de ejecucin y control en tiempo real. Configuracin del autmata.

Interfaces de entrada / salida. Interfaces especficas.

3: PROGRAMACIN DEL AUTMATA

Representacin de sistemas de control. Identificacin de variables y asignacin de direcciones. Lenguajes de programacin.

Programacin en diagramas de contactos. Programacin en lista de instrucciones. Programacin en diagrama de funciones. Lenguajes de alto nivel y grficos.

4: DISEO DE AUTOMATISMOS LGICOS

Automatismos combinacionales y secuenciales. Diseo de automatismos combinacionales. Diseo de automatismos secuenciales. Diseo basado en GRAFCET.

Lenguaje GRAFCET: Elementos de base y reglas de evolucin. Macro etapas. Estructuras

bsicas del GRAFCET. Etapas iniciales, preposicionamiento y alarmas. Puesta en marcha y paradas:

GEMMA. Mtodo general de diseo basado en GEMMA.

5: ELEMENTOS AVANZADOS EN AUTOMATIZACIN INDUSTRIAL

Niveles de automatizacin. Concepto CIM. Redes de comunicacin industrial: Clasificacin. Bus AS-I: Componentes, Arquitectura y Tecnologa de Transmisin. Profibus: Componentes, Arquitectura y Tecnologa de Transmisin. Introduccin a Sistemas SCADA.

6: LENGUAJES DE PROGRAMACIN GRFICA PARA AUTOMATIZACIN Y CONTROL

Ambientes para desarrollo de aplicaciones grficas, estructuras y modelos de programacin, comunicacin y adquisicin de datos.7: PROGRAMAS SIEMENS SIMATIC S-7 PARA AUTOMATIZACIN, SCADA Y HMIUtilizando el software Simatic Step 7 Profesional que permite: Configurar y parametrizar el hardware, para este caso el PLC S7-300

Especificar las comunicaciones de datos

Disear la lgica del programa en lenguaje Ladder (LAD), diagramas de Bloques de Funcin (FBD) y Lista de Instrucciones (IL)

Simular el programa (S7-PLCSIM) y descargar el programa hacia el PLC

Modos de prueba (Test), inicio (Start-Up) y servicio (Service)

Generar documentacin

Funciones operativas y de diagnstico

SemanaCONTENIDO PROGRAMTICO

1PRESENTACIN DEL CURSO

Presentacin del Micro currculo

Definicin de las reglas del curso y fechas importantes del curso (presentacin de trabajos, exposiciones, proyectos, laboratorios y parciales).INTRODUCCIN A LA AUTOMATIZACIN DE PROCESOS INDUSTRIALES

Que es el PLC, Historia del PLC, Estructura del PLC, Tipos de PLC, Aplicaciones del PLC, Software y programacin del PLC. Introduccin a la lgica digital Compuertas lgicas y circuitos ladder equivalentes, Algebra y teoremas de BOOLE

Software e instrucciones de programacin del PLC, Nomenclatura del PLC, temporizadores, contadores y funciones de relacin Ecuacin de la memoria, diferentes tipos de Flip-Flop, bobinas latch Unlatch Introduccin a los Autmatas de Alta Gama con el S7-300 Pirmide de la Automatizacin Propuesta para la Identificacin y Planteamiento de un Proceso a Automatizar

2FUNDAMENTACIN PLCS DE ALTA GAMA

Generalidades de los PLCs

Identificacin y Parmetros de PLCs Modulares

Protocolos de Comunicacin PLC-PC-BUS DE CAMPO Entradas y Salidas Digitales, Programacin, Operaciones Lgicas y Combinacionales Programacin IEC 61131-3 (Grfica y Textual)

3PLCS DE ALTA GAMA (MDULOS) Contadores & Temporizadores

Marcas, Funciones Aritmticas, Bloques de Funciones

Aplicaciones con Sistema Industriales

3SISTEMAS PERIFRICOS

Sistemas Anlogos (Entrada y Salida)

Sensores y Transmisores: Temperatura, Presin, Flujo, Velocidad, etc.

Variadores de velocidad Sistema HMI (Interface Hombre Mquina) Aplicaciones con PLCs Modulares

4APLICACIONES INDUSTRIALES

Prctica de Programacin y Comunicacin PLC PC PANEL VARIADORES TRANSMISORES

Simuladores & Otros software

5PRIMER CORTE: 30%

6AUTOMATIZACIN DE UN PROCESO INDUSTRIAL

Fundamentos de Procesos Industriales

Concepto de Automatizacin del Proceso

Organizacin de los Sistemas CIM

(CAD, CAM, CAE, CIM)

Sistemas GEMMA

Sistemas GRAFCET

7DESCRIPCIN DEL PROYECTO

Identificacin y planteamiento del Proceso

Diseo General

Planeacin (Cronograma de Actividades)

Desarrollo y Presentacin del Modelo Mecnico

Desarrollo y Presentacin del Modelo Elctrico

Planos Informes Tcnicos

8ESTRATEGIAS DE CONTROL APLICADAS A LOS PROCESOS INDUSTRIALES

Control PID

Control en Cascada.

Control Selectivo.

Control de Relacin

control Feed-Forward

Control Multi-Variable

9ESPECIFICACIONES TCNICAS DEL SISTEMA

Seleccin de Controladores Industriales

Seleccin de Sensores y Actuadores

Seleccin de Interfaces (HMI SCADA)

10ANLISIS Y PROGRAMACIN DEL SISTEMA

Descripcin Tcnica del Sistema

Diseo en Detalle

Diseo Estructural

Diseo detallado de cada subsistema

Variables del Sistema (Temperatura, Presin, Velocidad, Frecuencia)

Asignacin de Entradas/Salidas Digitales

Asignacin de Entradas/Salidas Anlogas

Desarrollo del GRAFCET

Desarrollo del GEMMA

11SEGUNDO CORTE: 30%

12PRUEBAS Y SIMULACIN DEL PROYECTO DE AUTOMATIZACIN

Elaboracin del programa

Simulacin y pruebas de escritorio y en el PC

Elaboracin del programa

Simulacin y pruebas en el PLC

13DEFINICIN DE COSTOS Y DISEO DEL PROYECTO DE AUTOMATIZACIN

Anlisis de costos

Elaboracin del presupuesto detallado

14DOCUMENTACIN

Documentacin

Plano-Grafa

Elaboracin de manuales de operacin y funcionamiento Elaboracin de manuales de mantenimiento Fichas tcnicas y cumplimiento de normas

15INTRODUCCIN AL SISTEMA SCADA Y SISTEMAS DE CONTROL DISTRIBUIDO

Introduccin

Arquitectura

Conexin con campo

Bases de datos en tiempo real

Interfaz Humano Maquina

Supervisin y Control

Integracin con sistemas de control

16INTRODUCCIN AL SOFTWARE SIMATIC STEP 7 Entorno y herramientas de programacin y simulacin Configuracin y ajuste de comunicaciones Diseo grfico de pantallas HMI y SCADA

17SOCIALIZACIN

Socializacin y exposicin del proyecto final

19EXAMEN FINAL: 40%

Ejemplos de las prcticas de programacin a realizar:

Manejo de un carro reversible, manejando arrancadores de motores Estrella/Tringulo con inversin de giro.

Sistema de bombeo para llenado y vaciado de tanque, con dos bombas mezcladoras.

Control de cantidad de espacios en un parqueadero, manejo de apertura y cerrado de puertas, semforo de ocupacin.

Control de acceso tipo exclusa para dos puertas bancarias.

Sistema de troquelado de piezas en material base, controlando la distancia mediante pulsos.

Roscado de material base por machuelo, con control de profundidad del hueco.

Ascensor de tres niveles con plataforma hidrulica. Mquina dosificadora, llenadora y tapadora de botellas.

Sistema de evaluacin propuesto:

Para los cortes de 30%, se evalan diferentes tems:

1. Exposiciones o Controles de Lectura (5%), trabajo individual cada exposicin implica la elaboracin y socializacin de diapositivas y un trabajo escrito a manera de informe que incluye como mnimo cinco (5) preguntas y respuestas, que se utilizarn en el parcial escrito.

2. Parcial escrito (10%) individual, prueba de conocimientos individual que incluye la teora expuesta en clase, las preguntas hechas en cada exposicin y planteamientos prcticos.3. Laboratorios (15%) en grupos de dos (2) personas mximo. Incluye al inicio de cada sesin de laboratorio la revisin del preinforme o preparacin para la prctica, sobre los conocimientos y elementos bsicos para realizar la prctica. La prctica de laboratorio sobre los equipos y un informe final con los resultados y conclusiones. Los criterios para calificar cada prctica son grado de funcionamiento, entrega a tiempo, cdigo escrito, preparacin de la prctica, evolucin en la realizacin de las prcticas e informe final de la misma.La asistencia a todas las sesiones del laboratorio es obligatoria. El incumplimiento de esta norma, salvo casos de fuerza mayor, supondr la falla y ausencia de calificacin del mismo.Los informes escritos presentados a destiempo supondrn una baja en la calificacin mxima final de una dcima por cada da de retraso. Todos los informes y preinformes debern entregarse por escrito, en casos fortuitos se recibirn por correo electrnico pero este medio es la excepcin.

ADVERTENCIA: Cada trabajo e informe de laboratorio demuestra el trabajo del grupo.

En caso de comprobarse copia, fraude o utilizacin de trabajos de terceros bajados de Internet, la prueba queda anulada y se reportar el hecho a la decanatura.

Se pueden utilizar todas las fuentes de informacin disponible, siempre y cuando estn debidamente citadas y no sea un Copy & Paste directo.Para el examen final de 40%, se hace totalmente prctico y se evalan los siguientes tems:

1. Programacin del PLC (10%), simulada y documentada.2. Funcionamiento del modelo o de la simulacin (10%), que permite reconocer el grado de aprendizaje e interaccin con el mundo real.

3. Documentacin del proyecto (10%), informe final del proceso, implementacin del modelo y programacin del PLC para la automatizacin.4. Socializacin del proyecto mediante exposicin (10%), exposicin con diapositivas y modelo funcional del proyecto de automatizacin.Aplican las mismas normas del laboratorio, La asistencia a todas las sesiones del laboratorio es obligatoria. El incumplimiento de esta norma, salvo casos de fuerza mayor, supondr la falla y ausencia de calificacin del mismo.

Bibliografa recomendada: AUTMATAS PROGRAMABLES. JosepBalcells Sendra, JosLusRomeral. AUTOMATIZACIN PROBLEMAS RESUELTOS CON AUTMATAS PROGRAMABLES. J. Pedro Romera, J. AntonioLorite,Sebastin Montoro

COMUNICACIONES INDUSTRIALES. Vicente Guerrero, Luis Martnez, Ramn Yuste CONTROLADORES LGICOS. Manuel lvarez Pulido SISTEMAS SCADA. Aquilino Rodrguez Penn STEP 7: UNA MANERA FACIL DE PROGRAMAR PLC DE SIEMENS. Pilar MengualBibliografa adicional: AUTMATAS PROGRAMABLES. Andr Simn

AUTMATAS PROGRAMABLES FUNDAMENTO, MANEJO, INSTALACIN Y PRCTICAS. Alejandro Porras Criado, Antonio Placido Montanero AUTMATAS PROGRAMABLES INDUSTRIALES ARQUITECTURA Y APLICACIONES. Gilles Michel AUTMATAS PROGRAMABLES Y SISTEMAS DE AUTOMATIZACIN. Enrique Mandado Prez, Jorge Marcos Acevedo, Celso Fernndez Silva, Jos Armesto Quiroga

AUTOMATISMOS ELCTRICOS E INDUSTRIALES. Jos Luis Durn Moyano, Herminio Martnez Garca, Juan Gmiz Caro, Joan Domingo Pea, Antoni Grau Saldes

AUTOMATISMOS ELCTRICOS, NEUMTICOS E HIDRULICOS. Florencio Jess Cembranos Nistal AUTOMATISMOS INDUSTRIALES. Jess Aparicio Bravo, Jos Antonio Barbado Santana, Jess Martn Sierra AUTOMATISMOS INDUSTRIALES. Jos Roldn Viloria

AUTOMATISMOS INDUSTRIALES. Juan Carlos Martn, Mara Pilar Garca

AUTOMATISMOS INDUSTRIALES. Julin Rodrguez Fernndez, Luis Miguel Cerd Filiu, Roberto Bezos Snchez-Horneros

AUTOMATISMOS INDUSTRIALES. Mariano Sabaca Espaa

AUTOMATISMOS INDUSTRIALES LIBRO DE PRCTICAS. Jos Moreno, Carlos Fernndez

AUTOMATIZACIN DE MANIOBRAS INDUSTRIALES MEDIANTE AUTMATAS PROGRAMABLES. Juan Prez Cruz, Manuel Pineda Snchez

AUTOMATIZACIN DE PROCESOS INDUSTRIALES: ROBTICA Y AUTOMTICA. Emilio Garca Moreno. BUSES INDUSTRIALES Y DE CAMPO - PRCTICAS DE LABORATORIO. Jos Miguel Rubio Calin CMO PROGRAMAR STEP7 Y NO MORIR EN EL INTENTO. Iigo Gtiez Chagartegui

COMUNICACIONES INDUSTRIALES CON SIMATIC S7. Vctor Miguel Sempere Pay, Sergio Cerd Fernndez

COMUNICACIONES INDUSTRIALES SISTEMAS DE REGULACIN Y CONTROL AUTOMTICOS. Aquilino Rodrguez Penn

CUADERNO DE PRCTICAS PARA AUTOMATISMOS CABLEADOS Y PROGRAMADOS. Rafael Arjona DISEO BSICO DE AUTOMATISMOS ELCTRICOS. Pedro Ibaez Carabantes, Pedro Ubieto Artur

DISEO Y APLICACIONES CON AUTMATAS PROGRAMABLES. Joan Domingo Pea, Juan Gmiz Caro, Antoni Grau i Saldes, Herminio Martnez Garca EJERCICIOS RESUELTOS PARA AUTMATAS S7-300 (LENGUAJE AWL). Emilio Gonzlez Rueda

INGENIERA DE LA AUTOMATIZACIN INDUSTRIAL. Ramn Piedrafita Moreno INSTALACIONES ELCTRICAS Y AUTOMATISMOS. Luis Miguel Cerd Filiu

MANIOBRAS EN AUTMATAS PROGRAMABLES: DE ACUERDO CON LA NORMA IEC-61131-3. Juan Prez Cruz, Manuel Pineda Snchez, Rubn Puche Panadero, Jos Roger Folch, ngel Sapena Ba

MANUAL DE AUTOMATISMOS INDUSTRIALES CONCEPTOS Y PROCEDIMIENTOS. Raul Solbes Monzo

PROGRAMACIN DE AUTMATAS S7-300 (LENGUAJE AWL). Emilio Gonzlez Rueda

REDES DE DATOS PARA INSTRUMENTACIN. Aldemar Fonseca Velsquez, Rafael Alberto Fino Sandoval SISTEMAS AUTOMTICOS INDUSTRIALES DE EVENTOS DISCRETOS. Saturnino Soria Tello

Bibliografa en ingls:

CYBERSECURITY FOR INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMS - SCADA, DCS, PLC, HMI & SIS. Tyson Macaulay Y Bryan Singer DESIGNING SCADA APPLICATION SOFTWARE A PRACTICAL APPORACH. Stuart McCrady PRACTICAL MODERN SCADA PROTOCOLS. Gordon Clarke, Deon Reynders y Edwin Wright PROGRAMMABLE AUTOMATION TECHNOLOGIES: AN INTRODUCTION TO CNC, ROBOTICS AND PLCS. Daniel E. Kandray CONTROLLING WITH SIMATIC: PRACTICE BOOK FOR SIMATIC S7 AND PCS7 CONTROL SYSTEMS. Siemens AG 2005 AUTOMATING WITH SIMATIC CONTROLLERS, SOFTWARE, PROGRAMMING, DATA COMMUNICATION, OPERATOR CONTROL AND PROCESS MONITORING. Hans Berger, 2013AUTOMATING WITH SIMATIC S7-300 INSIDE TIA PORTAL. CONFIGUTING, PROGRAMMING AND TESTING WITH STEP 7 PROFESSIONAL. Hans Berger, 2014

AUTOMATING WITH SIMATIC INTEGRATED AUTOMATION WITH S7-300/S7-400. Hans Berger, 2002 AUTOMATING WITH STEP-7 IN LAD AND FBD. PROGRAMMABLE CONTROLLERS SIMATIC S7-300/400. Hans Berger, 2008 AUTOMATING WITH STEP-7 IN STL AND SCL. PROGRAMMABLE CONTROLLERS SIMATIC S7-300/400. Hans Berger, 2007 STEP 7 IN 7 STEPS A PRACTICAL GUIDE TO IMPLEMENTING S7-300/S7-400 PROGRAMMABLE CONTROLLERS. C.T. Jones, 2006 PROGRAMMABLE CONTROLLERS: THEORY AND IMPLEMENTATION. L. A. Bryan y E. A. Bryan Quedan faltando los manuales del fabricante Siemens para los PLC S7-300, el programas del Step 7 y dems programas para SCADA y HMI.