Guía docente de la asignatura Programación y Aplicaciones ...

Guía docente de la asignatura

Programación y Aplicaciones con

Autómatas Programables

Titulación: GRADO EN INGENIERÍA

ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y AUTOMÁTICA

Curso 2018_2019

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Guía Docente

1. Datos de la asignatura

Nombre PROGRAMACIÓN Y APLICACIONES CON AUTÓMATAS PROGRAMABLES

Materia AUTOMÁTICA

Módulo ASIGNATURA OPTATIVA

Código 507109010

Titulación/es GRADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Y AUTÓMATICA

Plan de estudios 2009

Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial

Tipo Optativa Especifica

Periodo lectivo Primer Cuatrimestre Curso 4º

Idioma Español

ECTS 4,5 Horas / ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 135

Horario clases teoría ver información oficial actualizada

de la ETSII

Aula ver información oficial

actualizada de la ETSII

Horario clases prácticas ver información oficial actualizada

de la ETSII

Lugar Laboratorio de

Automatización y

Robótica del DISA

2. Datos del profesorado

Profesor responsable Héctor David Puyosa Piña

Departamento Ingeniería de Sistemas y Automática (DISA)

Área de conocimiento Ingeniería de Sistemas y Automática

Ubicación del despacho 2ª planta Hospital de la Marina. Despacho Profesores Asociados.

Teléfono +34 968 325350 Fax +34 968 325355

Correo electrónico [email protected]

URL / WEB Aula Virtual UPCT

Horario de atención/ Tutorías Solicitar cita previa por correo electrónico

Ubicación durante las tutorías Despacho indicado más arriba





mailto:[email protected]

Experiencia docente

23 años de experiencia a nivel de universidad en

docencia de asignaturas de electrónica, instrumentación,

control y automática: 18 años en la ETSII de Cartagena. 2

años en la Universidad Simón Bolívar (USB, Caracas). "

años en la Universidad Politécnica de las FF.AA. (IUPFAN,

Maracay) y 3 años el Instituto de Tecnología de Valencia

(IUTVAL, Valencia – Venezuela).

Perfil docente e investigador Doctor Ingeniero Industrial

Profesor Asociado

Líneas de investigación

- Fiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad de activos en

plantas industriales.

- Identificación de sistemas mediante aproximaciones no-

lineales en bases locales o globales.

- Procesamiento digital de señales aplicadas a la

modelización y control de procesos o al diseño de

instrumentos virtuales.

- Ciberseguridad Industrial

- Instrumentación inteligente en aplicaciones para

Ciudades Inteligentes e Internet de las Cosas.

Experiencia profesional

Más de 30 años de experiencia profesional

desempeñando diferentes roles técnicos y de gestión,

mayoritariamente en el sector de la energía y la industria

química.

Experiencia progresiva en ingeniería, proyectos de

construcción industrial, mantenimiento y fiabilidad

industrial; proceso para mejorar la productividad, calidad

y seguridad de los procesos industriales; puesta en

marcha y operación de plantas químicas industriales.

3. Descripción de la asignatura

3.1. Presentación

La asignatura de Programación y Aplicaciones con Autómatas Programables es de carácter optativo. Su objetivo es proporcionar un conocimiento más profundo o detallado de los requerimientos y posibles metodología disponibles que un ingeniero debe aplicar para desarrollar con éxito un proyecto industrial de automatización.

3.2. Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional

La automática es una disciplina de la ingeniería que permite mediante el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecánicos controlar la operación de maquinarias y/o procesos. Esta asignatura aborda los criterios y factores de calidad que deben considerarse para desarrollar un proyecto de automatización y profundiza en los aspectos metodológicos





para programar soluciones de automatización complejas.

3.3. Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones

Es recomendable haber cursado de forma satisfactoria asignaturas tales como Electrotecnia e Informática para la Automatización Industrial. Aunque no es un prerrequisito obligatorio es altamente recomendable haber cursado de forma satisfactoria la asignatura Automatización Industrial.

3.4. Incompatibilidades de la asignatura definidas en el plan de estudios

No existen

3.5. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se exige una actitud activa y autónoma de los estudiantes con relación a las distintas actividades que se propondrán durante el desarrollo del curso para poder obtener un resultado satisfactorio. Los estudiantes tendrán que estudiar por su cuenta las distintas funciones del lenguaje de programación del autómata así como de la interfaz hombre-maquina y de la estación de ingeniería utilizada en las actividades de prácticas. En las clases de teoría se explican una metodología basada en Redes de Petri que permite de una manera estructurada i) plantear la solución de alto nivel y de detalle del problema de automatización ii) Usar una estructura predefinida para convertir la Red de Petri en el código del programa en el lenguaje del autómata utilizado en el laboratorio. La metodología que se explica en las sesiones de teoría se reforzará mediante actividades cooperativas con problemas propuestos a resolver de forma teórica en la clase y la demostración en el laboratorio por parte del estudiante de la solución que ha propuesto.

3.6. Medidas especiales previstas

Los alumnos que se encuentren en circunstancias especiales deben comunicarlo al profesor/a responsable de la asignatura al principio del cuatrimestre.





4. Competencias

4.1. Competencias básicas del plan de estudios asociadas a la asignatura

Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.

4.2. Competencias generales del plan de estudios asociadas a la asignatura

- Saber aplicar sus conocimientos en materias básicas y tecnológicas al ejercicio de la profesión de forma autónoma y mediante la elaboración y defensa de argumentos.

- Ser capaces de reunir e interpretar datos relevantes para resolver problemas de forma razonada y creativa para cumplir los requerimientos en calidad y plazo.

- Haber desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

4.3. Competencias especificas del plan de estudios asociadas a la asignatura

- Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control. - Capacidad para diseñar sistemas de control y automatización industrial. - Capacidad para el manejo de especificaciones funcionales, técnicas, y constructivas en

proyectos de automatización. - Conocimientos y capacidades para organizar y gestionar proyectos de automatización

industrial que comprendan la utilización de autómatas programables.

4.4. Competencias transversales del plan de estudios asociadas a la asignatura

- Ser capaces de trabajar en equipo, organizar y planificar las actividades para cumplir los requerimientos en calidad y plazo.

- Ser capaces de aprender de forma autónoma - Ser capaces de aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos

4.5. Resultados esperados del aprendizaje

1) Ampliar los conceptos básicos generales sobre la programación de autómatas para resolver problemas industriales de cierta complejidad. 2) Conocer los factores de calidad relacionados con la programación y desarrollo del software de los autómatas programables. 3) Describir los elementos de trabajo fundamentales para desarrollar un proyecto de automatización. 4) Diseñar enclavamientos y parada de emergencia mediante autómatas programables. 5) Resolver problemas de automatización utilizando una metodología formal de programación y revisión de la programación. Al finalizar el curso los alumnos sean capaces de resolver de manera formal un problema de automatización, esto es, que sea posible la verificación y validación de la solución diseñada antes de la codificación del programa en el lenguaje del autómata





5. Contenidos

5.1. Contenidos (según el plan de estudios)

Generalidades de la configuración y selección de autómatas programables. Factores de Calidad de la programación de autómatas. Proceso de desarrollo de proyectos de automatización industrial. Seguridad de máquinas y procesos industriales. Metodología para resolver problemas de automatización con autómatas programables. Ejemplos de proyectos de automatización industrial con autómatas programables.

5.2. Programa de teoría

1. Generalidades de la configuración y selección de autómatas programables 1.1. Sistemas de tiempo real 1.2. Sistemas basados en autómatas 1.3. Características básicas del HW

2. Factores de Calidad de la programación de autómatas 2.1. La programación como un producto, evolución y actualización. 2.2. Gestión de la calidad de la programación 2.3. Modularidad.

2.4. Ciclo de vida de la programación. 3. Proceso de desarrollo de proyectos de automatización industrial

3.1. Requerimientos de especificación 3.2. Requerimientos de análisis 3.3. Fase de diseño de la programación 3.4. Fase de diseño de la codificación de la programación 3.5. Fase de aceptación y pruebas de la programación 3.6. Fase de comisionado y puesta en marcha

3.7. Uso y mantenimiento de la solución de automatización 4. Seguridad de máquinas y procesos industriales

4.1. Consideraciones relativas al diseño de seguridad de máquinas y procesos 4.2. Funciones de seguridad (marcha, paro, inhibición, rearme) 4.3. Elementos de seguridad

4.4. Ejemplos de aplicaciones 5. Metodología para resolver problemas de automatización con autómatas programables.

5.1. Jerarquía de programación IEC-1131 5.2. Propiedades estructurales de la SFC

5.3. Aplicación de Redes de Petri en la solución de problemas de automatización 6. Ejemplos de proyectos de automatización industrial con autómatas programables

6.1. Automatización de procesos de transporte y de fabricación.

6.2. Automatización de enclavamientos y protecciones de máquinas y procesos industriales

5.3. Programa de prácticas

Se realizarán entre cuatro y seis trabajos prácticos a ser demostrados en el laboratorio. Las primeras tres prácticas consistirán en la solución de problemas planteados en las clases de teoría y tiene como objetivo resolver problemas de una complejidad progresiva con el fin de consolidar los conceptos de la metodología de resolución de problemas usando Redes de Petri. Las siguientes prácticas serán de mayor complejidad y están diseñadas para que el estudiante pueda obtener las competencias específicas y transversales asociadas a esta asignatura.





Prevención de riesgos

La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria.

Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes.

El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un “Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos” que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente.

En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.

5.4. Programa resumido en inglés (opcional)

This course addresses the quality criteria and factors to be considered in developing an automation project and explores methodological aspects to program complex automation solutions. Theory 1. An Overview of configuration and selection of PLCS. 2. Quality Factors on PLC programming. 3. Process development of industrial automation projects. 4. Safety of machinery and industrial processes. 5. Methodology for solving automation PLCs problems. 6. Examples of industrial automation projects PLCs. Laboratory They will be between four and six practical assignments to be shown in the laboratory. The first three practices consist in solving problems introduced in the theory classes. Aim is to solve problems of increasing complexity in order to consolidate the concepts of problem-solving methodology using Petri nets. The following practices are more complex and are designed in order the student could achieve the specific and generic skills associated with this course. Recommendations for taking the course An active and independent student attitudes regarding the various activities to be proposed for the development of the course in order to obtain a satisfactory result is required. Students will have to study independently the different functions of PLC programming language as well as the human-machine interface and station engineering activities used in





practice. In the lectures a methodology based on Petri Nets allows a structured way i explained) raise solving high-level and detailed automation problem ii) Use a predefined structure to convert the Petri net in the code program in the language used in the PLC laboratorio.La methodology explained in the theory sessions will be strengthened through cooperative activities with solving problems proposed theoretically in the classroom and in the laboratory with demonstration of the student’s proposed solution.

6. Metodología docente

6.1. Actividades formativas

Actividad Descripción de la actividad Trabajo del estudiante ECTS

Clase de teoría Clase expositiva basada en la

técnica de la lección magistral con

variantes de aprendizaje

cooperativo informal. Resolución

de dudas planteadas por los

estudiantes.

Presencial: Toma de apuntes. Planteamiento

de dudas. Realización de actividades de

aprendizaje cooperativo informal. 0,8

No presencial: Estudio de la materia

0,7

Clase de problemas. Se resolverán problemas tipo. Se

enfatizará el trabajo en plantear

métodos de resolución y no en los

resultados. Se plantearán

problemas similares para que los

alumnos los resuelvan en

pequeños grupos con la ayuda del

profesor.

Presencial: Participación activa. Resolución de

ejercicios. Planteamiento de dudas.

0,1

No presencial: Estudio de la materia. Resolución de ejercicios propuestos por el profesor tanto en clase como en la bibliografía.

0,2

Clase de prácticas Las clases prácticas de laboratorio

permite la utilización de equipos

que hacen posible el

planteamiento de casos similares a

los reales. También permite el

planteamiento de situaciones,

casos, ejemplos y problemas que

enlazan directamente los

contenidos teóricos y prácticos de

la asignatura

Presencial: Manejo de instrumentación y de

equipos y elaboración de informes durante la

sesión de prácticas. 0,5

No presencial: El alumno realizará un trabajo no presencial tanto antes como después de la sesión de laboratorio. Con antelación a dicha sesión, el alumno deberá resolver algunos problemas que se le plantearán para prepararlo en la resolución de la práctica. Con posterioridad el alumno deberá realizar dos memorias: una en grupo y otra individual.

1,5

Actividades de evaluación formativa

Se realizarán preguntas breves y

cuestiones teórico-prácticas en

clase y se corregirán a continuación

como técnica de evaluación del

aprendizaje y seguimiento del

grado de asimilación de los

contenidos.

Presencial: Realización de los cuestionarios y

evaluación de los realizados por otros

compañeros para fomentar el espíritu crítico y

su capacidad de auto-evaluación, auto-

reflexión y co-evaluación.

0,1

Seminarios de

problemas y otras

actividades de trabajo

cooperativo y Tutorias

Los alumnos trabajan en grupo

para resolver problemas con el

apoyo del profesor que aclarará

conceptos y resolverá dudas.

Presencial: Resolución de problemas. Explicación del método de resolución. Exposición de trabajos.

0

No presencial: Los alumnos se reunirán para resolver los problemas planteados. Platearan dudas e intentaran solucionarlos entre ellos a través de foros y chat en el Aula Virtual

0,5





7. Evaluación

7.1. Metodología de evaluación

Actividad Tipo Criterio Ponderación (% peso total)

Resultados (4.5) evaluados

sumativa formativa

Proyecto final de la

asignatura

X

Resolver un problema de

automatización utilizando

la metodología para la

resolución de problemas

estudiada en clases.

70%

1 al 5

Informes y resultados

de laboratorio

X

Los alumnos deberán

demostrar en el laboratorio

el funcionamiento de los

trabajos asignados y

realizar un informe de esas

prácticas

15%

1 al 5

Actividades de trabajo

cooperativo informal

X

Se valorarán las actividades

de trabajo cooperativo que

se realizarán durante el

curso, así como la

resolución de problemas y

trabajos fuera del aula

15%

1 al 5

Tal como prevé el artículo 5.4 del Reglamento de las pruebas de evaluación de los títulos oficiales de grado y de máster con atribuciones profesionales de la UPCT, el estudiante en el que se den las circunstancias especiales recogidas en el Reglamento, y previa solicitud justificada al Departamento y admitida por este, tendrá derecho a una prueba global de evaluación. Esto no le exime de realizar los trabajos obligatorios que estén recogidos en la guía docente de la asignatura.

7.2. Mecanismos de control y seguimiento

El seguimiento y control del aprendizaje del alumno se realizará a través de las siguientes actividades:

Actividades de evaluación sumativa

Se realizarán pruebas escritas de tipo individual.

Presencial: Resolución de problemas y cuestiones teórico prácticas.

0,1

Tutorías individuales y

de grupos

Habrán tutorías tanto individuales como en grupo, con objeto de resolver problemas puntuales.

No presencial: planteamiento de dudas por correo electrónico, Aula Virtual o presencial

0.0

4,5





Prueba escrita: corresponderá a una único examen final y/o a un proyecto de fin de curso. El peso de esta parte de la evaluación es del 70%, aunque el alumno deberá obtener una nota mínima de 5 puntos sobre 10 para poder superar la asignatura.

Cuestiones y actividades planteadas en las clases presenciales, actividades de aprendizaje colaborativo por grupos y resolución de problemas y realización de trabajos desarrollados en grupos. Con este grupo de actividades se pretende valorar, además de las competencias específicas de la asignatura, las competencias transversales. La valoración conjunta de estas actividades tendrá un peso en la nota final del 15%.

Demostración de los trabajos de prácticas en el laboratorio. Los alumnos deberán realizar, por grupo, esos trabajos y presentar un informe de cada una de las prácticas.. En las demostración de las prácticas realizadas en grupo se valorarán, además de los conocimientos específicos adquiridos, las competencias transversales. La valoración de este trabajo tendrá un peso en la nota final del 15%.

8. Recursos y bibliografía

8.1. Bibliografía básica

- Autómatas Programables. Teoría y Práctica. N. García, M. Almonacid, R.J. Saltarén, R. Puerto. Universidad Miguel Hernández, 2000.

- Autómatas Programables. Entorno y Aplicaciones. E. Mandado, J. Marcos, C. Fernández, J.I. Armesto, S. Pérez. Ed. Thomson Paraninfo, 2004.

- Autómatas Programables. Josep Balcells, Jose Luis Romeral. Ed. Marcombo, 1997

- Automatización: problemas resueltos con autómatas programables, J. P. Romera, J. A. Lorite, S. Montoro. Paraninfo, 1994

- Cuaderno del profesor: Metodología para la resolución de problemas de automatización. H. Puyosa 2013. (Publicado Aula Virtual UPCT).

8.2. Bibliografía complementaria

- Automatismos y Cuadros eléctricos. Equipos e Instalaciones Electrotécnicas. Fermín Moreno, Joseba Zubiaurre. CEYSA Editorial Técnica. ISBN: 84-86108-33-0.

- Problemas de diseño de automatismos: electrónico-eléctricos y electrónico-neumáticos, F. Ojeda Cherta. Paraninfo, 1996

- IEC-1131-3 PROGRAMMING Methodology, Bonfati, Monari,Sampieri, CJ International, 1997 Francia.

- ISO 13849-1:2006. Seguridad de las máquinas. Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad. Parte 1: Principios generales para el diseño.





8.3. Recursos en red y otros recursos Aula virtual.

Presentaciones de Power Point utilizadas durante el curso.

Manuales utilizados en las prácticas de la asignatura.

Introducción de las prácticas de laboratorio a desarrollar durante el curso. Web en Internet - Comité Español de Automática CEA: http://www.cea-ifac.es/noticias/noticias/ - RIAI: Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial: http://riai.isa.upv.es/ - ISA Sección Española: http://www.isa-spain.org/ - IEEE Control Systems Society: http://www.ieeecss.org/main/ - Revista Automática e Instrumentación: http://www.grupotecnipublicaciones.com/publicaciones/automatica-e-instrumentacion.html





http://www.cea-ifac.es/noticias/noticias/

http://riai.isa.upv.es/

http://www.isa-spain.org/

http://www.ieeecss.org/main/

http://www.grupotecnipublicaciones.com/publicaciones/automatica-e-instrumentacion.html

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