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MATERIAL DIDÁCTICO PARA EL USO DE LOS MÓDULOS DE
ELECTRO-NEUMATICA Y MEDICIÓN DE VARIBLES
TEMPERATURA, NIVEL Y PESO DEL LABORATORIO DE
ELÉCTRONICA U.S.B. MED.
PROYECTO DE GRADO PRESENTADO PARA OBTENER EL
TÍTULO DE:
INGENIERO ELECTRÓNICO
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SECCIONAL MEDELLÍN
FACULTAD DE INGENIERÍAS
MEDELLÍN
2011
MATERIAL DIDÁCTICO PARA EL USO DE LOS MÓDULOS DE
ELECTRO-NEUMATICA Y MEDICIÓN DE VARIABLES DEL
LABORATORIO DE ELÉCTRONICA USBMED.
JOHN JAIRO RENGIFO MUÑOZ
ASESOR: GUSTAVO ADOLFO MENESES BENAVIDES
INGENIERO ELECTRÓNICO
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SECCIONAL MEDELLÍN FACULTAD DE INGENIERÍAS
MEDELLÍN 2011
INTRODUCCIÓN
Los avances científicos a los que se ve enfrentada la humanidad, hacen que cada
día el ser humano se idee nuevas formas de afrontar esa nueva tecnología
generada por los fabricantes y una de las razones fundamentales de la ingeniería
es preparar a las generaciones existentes y venideras para que se difundan y
adecuen nuevas formas de afrontar estos cambios tecnológicos, estableciendo
enlaces entre la industria y la academia.
Los estudiantes de Ingeniería Electrónica de la Universidad San Buenaventura
quieren generar un acercamiento más directo y práctico a los procesos industriales
a través de la creación de unos módulos didácticos de Electro-Neumática y
Medición de Variables de temperatura, nivel y peso, de tal forma que se puedan
propiciar espacios para la manipulación y simulación de estos procesos a una
escala industrial en el laboratorio, brindando así también a las futuras promociones
de ingenieros una interacción entre la teoría y la práctica.
Estos módulos están dotados de una tecnología asequible a los estudiantes, que
se van familiarizando en las diferentes asignaturas específicas de ingeniería
electrónica. Estos equipos cuentan con una información general propiciadas por
sus creadores a los asesores de estos proyectos, partiendo de esta posición se
apoya este trabajo, en la que se busca implementar un material visual y práctico
para que los estudiantes no tengan que recurrir de forma inmediata a la
información general para conocer la estructura de los módulos, sino que al
observar el material realizado se hagan una idea del funcionamiento y
composición de los equipos.
Este material consiste en unos poster con información específica de los
elementos de mayor relevancia de cada uno de los módulos y además varias
prácticas con una descripción de los diferentes pasos a seguir y con ilustraciones
del proceso real en la industria, que docentes y estudiantes pueden implementar
en el laboratorio. También es un material que se elabora con el fin de brindarle un
apoyo a las asignaturas de aplicación profesional en Ingeniería Electrónica como
son Máquinas y control, Control automático, Modelamiento y simulación,
Telemetría e Instrumentación entre otras.
Teniendo en cuenta que en el proceso de formación en Ingeniería Electrónica en
su parte teórica se recurre con frecuencia a diferentes aplicaciones, simbología y
características de los instrumentos utilizados en el diseño de estos módulos, este
material se convierte en una valiosa ayuda didáctica para docentes y estudiantes
que al recurrir a este material, encontraran información técnica, datos y figuras que
les permitirán identificarlas con facilidad.
RESUMEN
Buscando estrategias para que los docentes y estudiantes del programa de
Ingeniería Electrónica se familiaricen con los equipos de los laboratorios de la
Universidad de San Buenaventura Medellín, se implementan unos poster con
información de los módulos del laboratorio de electrónica, esta herramienta de
carácter informativo brindará un apoyo para los usuarios de estos equipos a nivel
académico y práctico.
Con el fin de brindar una información de los elementos y características
específicas del funcionamiento de los módulos de Electro - Neumática y el módulo
de medición de variables temperatura, nivel y peso, que se encuentran ubicados
en los laboratorios de Ingeniería Electrónica de la Universidad San Buenaventura
de Medellín, se diseñan estos poster con una estructura escrita y otra
esquemática, complementándose la una con la otra, que muestra e identifica cada
uno de los elementos que los conforman, además se especifican algunas
prácticas para implementar en el laboratorio con su respetivo esquema del
proceso aplicable a la industria del módulo de Electro-Neumática.
Dado que la información suministrada por los creadores de los diseño es global,
muy general, se produce esta alternativa didáctica, con el fin de brindar
información específica de la composición y funcionalidad de los módulos. Y para el
caso de docente o estudiante que utilice los módulos para prácticas o como objeto
de estudio puede ser un apoyo que les permitirá ser autodidactas, con esta
herramienta se busca también que quien haga uso de estos equipos se apropie
con facilidad del la configuración y sus funciones.
Para la estructuración de este proyecto se requirió de un análisis previo de la
parte teórica presentada por los creadores de los módulos, seleccionando así las
partes más relevantes de cada prototipo, con el fin de general una información
clara y concisa que pueda orientar de forma eficaz a las personas que utilizaran
estos módulos en sus actividades académicas, que le servirá como complemento
de su aprendizaje de forma eficaz y productiva para afrontar el medio profesional o
quizás su vida laboral. Se trató también de realizarlos con una estructura llamativa
y vistosa de tal forma que despierte el interés y una adecuada utilización de parte
de los usuarios del material.
PALABRAS CLAVES
Material didáctico
Modulo Electro-Neumático
Modulo de medición de variables temperatura, nivel y peso
Prácticas de laboratorio
Simbología
Labview
Instrumentación y Control
RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
Para la estructuración de este trabajo se tomaron como referencia los
proyectos de grados presentados por los equipos de trabajo de los módulos
Electro-Neumático y el modulo de medición de variables temperatura, nivel y
peso, de los cuales se hizo un estudio exhaustivo con el fin de compilar y
seleccionar la información necesaria para el desarrollo del trabajo, también se
complemento con información de textos de la biblioteca, manuales de equipos
de control e información de la web.
Se puede evidenciar que el trabajo tiene un enfoque mayor en el módulo de
medición de variables temperatura, nivel y peso, dado que se contaba con una
información más amplia y estructurada que proporcionaron los diseñadores del
prototipo, a la cual se tuvo acceso con facilidad por encontrarse disponible
en medio magnético en la biblioteca de la Universidad San Buenaventura sede
Medellín. Del módulo de Electro-Neumática la información aportada por
quienes realizaron el trabajo aun está incompleta, por lo que se recurrió a otras
fuentes pare recopilar la información necesaria para completar el trabajo tales
como manuales de instrumentos de neumática donde se podían establecer las
características individuales de los elementos implementados en el módulo.
También se recurrió a docentes capacitados y de experiencia en el tema de los
que se recibió asesoría, hicieron buenos aportes y proporcionaron fuentes de
información valiosa para fundamentar y realizar este proyecto.
EDICIÓN Y DISEÑO
Para el diseño del material que servirá como herramienta de trabajo tanto para
docentes como estudiantes, se realizó un estudio fotográfico detallado a los
módulos de las que se eligieron las más destacadas y de mayor importancia.
En las figuras 1 puede ser observado el sistema de medición de variables que
está conformado por un conjunto de sensores, actuadores, tanques y
dispositivos de potencia. El módulo está diseñado para el desarrollo de
diferentes prácticas de laboratorio en el que se puede simulando diferentes
tipos de procesos industriales.
Figura 1 Modulo de medición de variables temperatura, nivel y peso
DESCRICION DE LA FIGURAS
En las figuras 2 puede ser observado el modulo de Electro-Neumática que está
conformado por un tablero dotado de seis cilindros, tres de simple efecto y tres
de doble efecto, un PLC con veinte entradas y dieciséis salidas digitales,
cuatro entradas para conteo de alta velocidad y un display alfanumérico LCD
para acceso a variables, cinco electroválvulas de 5/2 vías, un compresor a 8
BAR y 110 V, una fuente a 110V. Anexo al módulo se debe tener un
computador dotado de un software, para realizar el monitoreo y control de los
procesos de las práctica que se pueden realizar en este módulo, dotado
también de un software específico que establece la comunicación entre el PC y
el PLC.
De acuerdo a las especificaciones de los creadores se pueden realizar
prácticas simulando procesos industriales. Este sistema es similar al utilizado
en las grandes industrias encargadas de procesos como sistema de
empaquetado y almacenamiento de piezas, proceso de agrupación y
disposición de piezas, sistema de lavado de autos, sistema de taladrado de
piezas, sistema de llenado de envases, sistema de fabricación de ladrillos,
sistema de fabricación de ollas.
La figura muestra cada uno de los componentes del equipo, que en el poster
del diseño final están delimitadas con algunas de sus características, teniendo
en cuenta que están a escala menor del nivel industrial, de tal forma que el
estudiante pueda hacer simulaciones semejantes a estas donde se tienen
unos conocimientos previos, se cuenta con la orientación de un docente y las
precauciones necesarias.
Figura 2. Módulo de Electro-Neumatica
REVISION DE DISEÑOS
Los diseños fueron presentados con antelación al asesor para las correcciones,
los aportes y sugerencias que podían presentarse. Con la aprobación de los
bosquejos previos, se procedió a diseñar en el programa Corel lo que sería el
trabajo final, que antes de su impresión final de nuevo seria estudiados por el
asesor. De lo que obtuvo como resultado final los siguientes poster.
En la figura 3 se describen las características de algunas de las piezas que
componen el modulo de Medición de variables temperatura, nivel y peso al igual
que en la figura 4 donde se exponen los elementos más significativos con sus
propiedades, del modulo de Electro-Neumática.
Tratando de que docentes y el estudiantado se familiaricen con el funcionamiento
y utilidad del modulo de Medición de variables temperatura, nivel y peso se
plantean algunas de las prácticas que se pueden realizar en el laboratorio de
electrónica de la universidad San Buenaventura, donde son esquematizadas y
descritas en las figuras 5, 6, 7 y 8.
Teniendo en cuenta la importancia que representa la simbología y términos
empleados en ingeniería electrónica se busca con la figura 9 brindar algunas
nociones de ello a las personas que harán uso de los módulos en sus diferentes
etapas de su preparación académica, si bien los símbolos aquí expuestos son de
algunos de los instrumento utilizados en los módulos objeto de estudio de este
trabajo.
En archivos adicionales están todas las fotografías utilizadas para la realización de
este trabajo, de las cuales se seleccionaron minuciosamente y acorde a lo
esperado algunas de ellas, siendo las que están plasmadas en los poster
presentados como resultado final de este proyecto.
Figura 3. Poster del modulo de Medición de variable temperatura, nivel y peso.
Donde se destacan algunos elementos del módulo con sus características.
Figura 4. Poster de la práctica de Medición y control Pis de temperatura para
implementar en el laboratorio del modulo de Medición de variable temperatura,
nivel y peso
Figura 5 Poster de la práctica de Medición y Control de nivel por medio de Sensor
Ultrasónico, para implementar en el laboratorio en el modulo de Medición de
variable temperatura, nivel y peso
Figura 6 Poster de la práctica de Medición y Control de nivel por medio de
Sensor Ultrasónico, para implementar en el laboratorio en el modulo de Medición
de variable temperatura, nivel y peso
Figura 7 Poster de la práctica de Sistema de Bombeo, para implementar en el
laboratorio en el modulo de Medición de variable temperatura, nivel y peso.
Figura 8 Modulo de Electro – Neumática donde se especifican las características
de sus elementos
figura 9 Poster de simbología Neumática y de Control, donde se identifican los
símbolos de algunos elementos utilizados en las módulos de Electro-Neumática y
el modulo de Medición de Variables temperatura, nivel y peso.
CONCLUSIONES
La idea general de este trabajo se gestó a partir de la necesidad de poder tener
un material asequible y visible, de poder tener una referencia de la estructura y
funcionalidad de los módulos de Medición de variables (temperatura, nivel y peso)
y del módulo de Electro-Neumático ubicados en los laboratorios de electrónica de
la universidad San Buenaventura sede Medellín.
Herramientas de apoyo didáctico como las elaboradas en este trabajo, en los
laboratorios de la Universidad están poco implementadas como guía para los
usuarios. Es posible también que a partir de este trabajo se general una cultura
que de mayor auge a este tipo de material informativo, dotando así los diferentes
laboratorios que existen en las instalaciones de la universidad de material similar.
Con el desarrollo de este trabajo se buscó generar y dotar a los laboratorios de
ingeniería electrónica con herramientas de apoyo, tanto para los docentes como
para los estudiantes, que permitieran agilizar el aprendizaje y alcanzar un buen
desempeño académico. Los poster desarrollados permitirán también acercar a
estudiantes y profesores de la universidad a interactuar con los procesos teóricos
y prácticos, basándose en las estructuras planteadas en los esquemas trabajados.
Otros logros que pueden derivarse de este trabajo son la optimización en el
aprovechamiento de los laboratorios y de los módulos descritos: electro-
neumático y de medición de variables. También se logra brindar a docentes y
estudiante conocimientos sobre diferentes prácticas que se pueden realizar con
los módulos y así poder permitirles desarrollar simulaciones en el laboratorio.
Adicionalmente los posters permiten conocer los dispositivos que conforman estos
módulos y poder manipularlos de forma eficaz y segura
BIBLIOGRAFIA
“Diseño e Implementación de un Módulo para Medición de Variables:
temperatura, nivel y peso”. Andrés Felipe Cerón Betancur y otro. Proyecto degrado
promoción de ingeniería electrónica 2011 Universidad San Buenaventura, Medellín
“Diseño e Implementación de un Módulo Electro Neumático”. Stiven Hernández y
otros Proyecto de grado promoción de ingeniería electrónica 2010, Universidad San
Buenaventura, Medellín
OGATA, Katsuhiko. Ingeniería de control moderna. 3 ed. México: Prentice-Hall Hispanoamericana 1998. CREUS SOLE, Antonio. Instrumentación industrial. 7 ed. Marcombo 2005
MANUAL DE PRODUCTOS, AIRTAC CDC (PNEUMATIC)
Neumática y control, www.scribd.com › Business/Law › Finance –
Neumática, guindo.pntic.mec.es/~crangil/neumatica.htm
