Instrumentacion Virtual y Control

1.- DATOS DE LA ASIGNATURA

Nombre de la asignatura: Instrumentación Virtual y Control

Carrera: Ingeniería Mecatrónica

Clave de la asignatura: MIV-11-04

Horas teoría-horas práctica-créditos : 3 – 2 – 8

2.- HISTORIA DEL PROGRAMA

Lugar y fecha deelaboración o revisión Participantes

Observaciones

(cambios y justificación)

Instituto Tecnológico deHermosillo, del 24 al 26 deNoviembre del 2008

Representantes de lasacademias de ingenieríaMecatrónica y Mecánica delInstituto Tecnológico deHermosillo

Reunión para la elaboración de laespecialidad de la carrera deingeniería Mecatrónica.

3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA

a). Relación con otras asignaturas del plan de estudio

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Asignaturas Temas Asignaturas Temas

Instrumentación � Elementos primarios.

� Introducción ala instrumentaci ón virtual.

Seminario de

Mecatrónica

� Integraciónen el diseñode unsistemamecatrónico.

Programación entiempo Real

� Codificación

Control � Análisis y diseño decontroladores en el tiempo

b). Aportación de la asignatura al perfil del egresado

� Proporcionar los conocimientos para la simulación y aplicación de la instrumentación virtual enla adquisición de datos por medio de interfaces y el control de sistemas mecatrónicos.

4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO� Al finalizar la materia el alumno analizará y aplicará los conceptos básicos de la

instrumentación virtual y el control, para la adquisición de datos por medio de la computadora utilizando interfaces para la aplicación del control en los sistemas mecatrónicos.

5.- TEMARIO

Unidad Temas Subtemas

1 Introducción a lainstrumentación virtual.

1. 1. Introducción a la instrumentación virtual.

1. 2. Conceptos de programación gráfica.

1. 3. Entorno del software.

1. 3.1. Diagrama de bloques.

1. 3.2. Panel frontal.

1. 3.3. Menús y pestañas principales.

1. 4. Equipamiento de laboratorio.

2 Programación de estructuras con software LabVIEW para la instrumentación virtual.

2. 1 Conceptos de programación.

2. 2 Metodología de programación.

2. 3 Uso de LabVIEW.

2. 4 Tipos de datos.

2. 5 Controles e indicadores.

2. 6 Interconexión de bloques.

2. 7 Depuración de errores.

2. 8 Estructuras de control.

2. 9 Estructuras If, case y event.

2. 10 Estructuras for y while.

2. 11 Arrays, clusters.

3 Graficación y simulación enLabVIEW.

3. 1 Introducción a la graficación.

3. 2 Introducción a la simulación.

3. 3 Metodología para simulación.

3. 4 Indicadores chart.

3. 5 Indicadores graph.

3. 6 Aplicaciones

4 Sistemas y tipos de control. 4. 1 Introducción a los sistemas de control.

4. 2 Respuesta de los controladores.

4. 2. 1 Control ON/OFF.

4. 2. 2 Control Proporcional.

4. 2. 3 Control Derivativo.

4. 2. 4 Control Integral.

4. 2. 5 Control combinacional (PID).

4. 3 Sensores.

4. 4 Adquisición de datos.

4. 5 ADC

4. 6 DAC

5 Puertos de comunicación de la PC.

5. 1 Puertos de la computadora.

5. 1. 1 Puerto serial.

5. 1. 2 Puerto paralelo.

5. 1. 3 Puerto USB.

5. 2 Manipulación de los puertos.

5. 3 Construcción de tarjeta interfaz.

5. 4 Manipulación de puerto en LabVIEW.

5. 5 Comunicación RS232.

6 Control mediante LabVIEWde sistemas mecatrónicos.

6. 1 Uso de interfaz para controlar actuadores.

6. 1.1 Motor CD.

6. 1.2 Motor de Pasos.

6. 1.3 Electroválvulas.

6. 1.4 Réles y arrancadores.

6. 1.5 Motores de CA.

6. 2 Integración con Microcontroladores y Labview.

6. 2.1 Control de PWM.

6. 3 Control de velocidad de motores.

6. 4 Control de Temperatura mediante PC.

6. 5 Control de flujo.

6. 6 Manipulación de robot de 2 grados de libertad.

6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS

� Álgebra lineal y ecuaciones diferenciales

� Métodos numéricos, matrices, operaciones con matrices.

� Dispositivos programables digitales, microcontroladores, sistema mínimo conmicroprocesadores.

� Maquinas eléctricas.

� Sensores y actuadores.

� Conocer principios básicos de programación.

� Conceptos de metrología.

� Métodos básicos de muestreo.

� Circuitos hidráulicos y neumáticos.

� Microcontroladores.

� Electrónica digital.

� Control.

7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS

� Trabajar en equipo para la realización de prácticas y desarrollo de aplicaciones o proyectos.

� Lectura previa del tema relacionado con la sesión de aprendizaje.

� Promover una participación activa durante la sesión de aprendizaje.

� Detectar en el entorno situaciones donde apliquen los conocimientos adquiridos y proponersoluciones.

� Aplicar los conocimientos adquiridos en la solución de problemas.

� Exposición de temas por parte del alumno con apoyo y asesoría del profesor.

� Análisis de casos reales.

� Uso de nuevas tecnologías para la enseñanza.

� Diseño de interfaces.

8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN

� Evaluar trabajos de investigación.

� Examen por unidad.

� Evaluar las prácticas por unidad, considerando los temas que ésta contiene.

� Evaluar las aplicaciones o aplicación donde se relacione el contenido total de la materia.

� Considerar las exposiciones de los alumnos.

9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad 1: Introducción a la instrumentación virtual .

Objetivo Educacional Actividades de Aprendizaje Fuentes de Información

Al finalizar la unidad el alumno Identificará el entorno y los conceptos usados en lainstrumentación virtual.

� Buscar y seleccionar información sobre el tema.

� Identificar el entorno del software.

� Identificar el panel frontal y el diagrama debloques.

1 y 2

Unidad 2: Programación de estructuras con software LabVIEW para la instrumentaciónvirtual.


Al finalizar la unidad el alumno programaráestructuras usando el LabVIEW como softwarede instrumentaciónvirtual.


� Programar ejemplos de estructuras de control enLabVIEW.

� Utilizar una metodología para programación.

1 , 2 y 3

Unidad 3: Graficación y simulación en LabVIEW.


Al finalizar la unidad el alumno graficará y simulará con laLabVIEW partes de lossistemas mecatrónicos.


� Ejemplos de graficas en LabVIEW.

� Utilizar una metodología para Simulación.

� Ejemplos de simulaciones en LabVIEW.

1, 2

Unidad 4: Sistemas y tipos de control.

ObjetivoEducacional

Actividades de Aprendizaje Fuentes deInformación

Al finalizar la unidad el alumno identificará yaplicará los tipos de controladores y laadquisición de datoscon LabVIEW ensistemas mecatrónicos.


� Ejemplos sobre tipos de controladores.

� Ejemplos de sistemas mecatrónicos.

� Practicas con DAC y ADC

Del 1 al 14

Unidad 5: Puertos de comunicación de la PC.

ObjetivoEducacional

Actividades de Aprendizaje Fuentes deInformación

Al finalizar la unidad el alumno identificará ymanipulará los puertode las PC y diseñaráinterfaz de control.


� Diseño de interfaz.

� Manipulación de puertos. Del 1 al 6

Unidad 6: Control mediante LabVIEW de sistemas meca trónicos.

Objetivo Educacional Actividades de Aprendizaje Fuentes deInformación

Al finalizar la unidad el alumno manipularásistemas mecatrónicos diversos con LabVIEW


� Ejemplos de sistemas mecatrónicos.

� Control de actuadores diversos.

� Proyecto.Todas

10. FUENTES DE INFORMACIÓN

1. Manuel Lazaro, Antoní. Del Río Fernández, Joaquín, LABVIEW 7.1. Programación gráfica para el control de instrumentación. Editorial Thomson Paraninfo.

2. Manual de curso LabVIEW. National instruments

3. López Román, Leobardo. Programación estructurada en lenguaje C. Editorial Alfaomega.Enero 2005.

4. Palacios, Enrique. Remiro, Fernando. López Pérez, Lucas J. Microcontrolador PIC16F84 Desarrollo de Proyectos, Editorial Alfaomega Ra-Ma, 2ª. Ed., 2006.

5. Tokheim, Roger L. Electrónica Digital, principios y aplicaciones. Editorial McGraw Hill, 7ª. Ed., 2 008.

6. Alciatore, David G., Histand, Michael B. Introducción a la mecatrónica y los sistemas demedición. Editorial McGraw Hill, 3ª. Ed., 2008.

7. Bolton, William. Mecatrónica, Sistemas de Control Electrónico en Ingeniería Mecánica yEléctrica, Editorial Alfaomega, México 2004 ISBN: 970-15-0635-9

8. Areny R. Pallas. Sensores y acondicionadores de señal. Ed. Marcombo

9. Peter Hauptmann. Sensor: principles and applications. Ed. Prentice Hall

10. Anderson, Norman A.. Instrumentation for process measurement and control. Ed. Foxboro

11. Creuss, Antonio. Instrumentación industrial Ed. Marcombo

12. Coisiddine, Douglas M. Manual de instrumentación aplicada. Ed. Mc Graw Hill

13. Fraden, Jacob. Handbook of modern sensors physics, designs, and application. 2a edición,American Institute of Physics

14. Maloney, Timothy. Electrónica industrial moderna. Editorial Pearson Prentice Hall. Quinta edición. México 2006. ISBN: 970-26-0669-1.

11. PRÁCTICAS PROPUESTAS.

1. Programación de estructuras.

2. Adquisición de datos con ADC.

3. Manipulación de salidas con DAC.

4. Interfaz para puerto.

5. Control PID.

6. Proyecto control de sistema Mecatrónica.

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