1.- DATOS DE LA ASIGNATURA

Nombre de la asignatura : Sistemas Hidrulicos y Neumticos de Potencia.

Carrera : Ingeniera Electromecnica

Clave de la asignatura : EMJ-1025 SATCA1 4 - 2 - 6

2.- PRESENTACIN Caracterizacin de la asignatura.

Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Electromecnico la capacidad para explicar fenmenos involucrados en los procesos de interpretar, seleccionar, mantener, controlar y disear en forma ptima los circuitos neumticos e hidrulicos automatizados por medios mecnicos, elctricos, electrnicos y participar en la generacin de proyectos de investigacin para la automatizacin con el uso de tecnologas modernas en beneficio de la sociedad. Intencin didctica.

El temario est organizado en seis unidades, agrupando los conceptos bsicos de la asignatura en las cuatro primeras unidades; para que posteriormente en la unidad cinco permitir que el alumno aplique mediante elementos electrnicos de automatizacin, las competencias adquiridas en las primeras unidades y finalmente en la unidad seis conozca la forma en que se disea y desarrolla un proyecto. En la primera unidad se abordan los principios fsicos aplicados a los sistemas hidrulicos y neumticos, as como su simbologa usada para la descripcin de estos sistemas. Se aborda en la segunda unidad la forma en que es producida, distribuida y controlada la energa obtenida de forma neumtica e hidrulica. En las unidades tres y cuatro respectivamente, se desarrollan los temas relacionados con el diseo y anlisis de circuitos neumticos y circuitos hidrulicos sencillos, as como el anlisis de circuitos controlados elctricamente como sucede actualmente en la mayora de las aplicaciones reales. Posteriormente en la unidad cinco se pretende que el alumno adquiera la capacidad de desarrollar y analizar circuitos neumticos e hidrulicos de sistemas

1 Sistema de Asignacin y Transferencia de Crditos Acadmicos

automatizados, controlados principalmente mediante controladores lgicos programables. Es menester que un ingeniero electromecnico adquiera y tenga la capacidad de desarrollar proyectos de ingeniera relacionados con sistemas hidrulicos y neumticos de potencia, contemplados en la unidad seis.

3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias especficas:

Interpreta, mantiene y diseacircuitos hidrulicos, neumticos,electrohidrulicos, electroneumticos y aquellosgobernados por medio de controlelectrnico automatizado y seapoyar en las nuevas tecnologaspara el desarrollo e innovacin

Competencias genricas: Competencias instrumentales Capacidad de anlisis y sntesis Capacidad de organizar y planificar Comunicacin oral y escrita Habilidades bsicas de manejo de la

computadora Habilidad para buscar y analizar

informacin proveniente de fuentes diversas

Solucin de problemas Toma de decisiones.

Competencias interpersonales Capacidad crtica y autocrtica Trabajo en equipo Habilidades interpersonales

Competencias sistmicas Capacidad de aplicar los conocimientos

en la prctica Habilidades de investigacin Capacidad de aprender Capacidad de generar nuevas ideas

(creatividad) Habilidad para trabajar en forma

autnoma Bsqueda del logro

4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de

elaboracin o revisin Participantes Evento

Instituto Tecnolgico Superior de Irapuato del 24 al 28 de agosto de 2009.

Representantes de los Institutos Tecnolgicos de: Apizaco, Centla, Ciudad Jimnez, Ciudad Jurez, Delicias, Huichapan, Irapuato, Jocotitln, La Sierra Norte de Puebla, Lagos de Moreno, Lzaro Crdenas, Lerdo, Libres, Linares, Los Mochis, Minatitln, Occidente del Estado de Hidalgo, Ocotln, Oriente del Estado de Hidalgo, Parral, Puerto Vallarta, Tamazula De Gordiano, Tijuana, Tlalnepantla, Tlaxco, Toluca, Tuxtepec, Xalapa y Zacatecas.

Reunin Nacional de Diseo e Innovacin Curricular para el Desarrollo y Formacin de Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniera Electromecnica.

Desarrollo de Programas en Competencias Profesionales por los Institutos Tecnolgicos del 1 de septiembre al 15 de diciembre de 2009.

Academias de Ingeniera Electromecnica de los Institutos Tecnolgicos de: Aqu va los tec

Elaboracin del programa de estudio propuesto en la Reunin Nacional de Diseo Curricular de la Carrera de Ingeniera Electromecnica.

Instituto Tecnolgico de Mexicali del 25 al 29 de enero del 2010.

Representantes de los Institutos Tecnolgicos de: Apizaco, Centla, Ciudad Jimnez, Ciudad Jurez, Huichapan, Irapuato, Jocotitln, La Sierra Norte de Puebla, Lagos de Moreno, Lzaro Crdenas, Lerdo, Libres, Los Mochis, Mexicali, Minatitln, Occidente del Estado de Hidalgo, Ocotln, Oriente del Estado de Hidalgo, Parral, Puerto Vallarta, Tamazula de Gordiano, Tlaxco, Toluca, Tuxtepec, Xalapa y Zacatecas.

Reunin Nacional de Consolidacin de los Programas en Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniera Electromecnica.

5.- OBJETIVO GENERAL DEL CURSO

Interpretar, mantendr y disear circuitos hidrulicos, neumticos, electrohidrulicos, electroneumticos y aquellos gobernados por medio de control electrnico automatizado y se apoyar en las nuevas tecnologas para el desarrollo e innovacin. 6.- COMPETENCIAS PREVIAS

Aplicar fundamentos de controles elctricos. Seleccionar interruptores y Sensores. Aplicar y seleccionar relevadores programables. Aplicar, seleccionar controladores lgicos programables (PLC). Interpretar diagramas de controles elctricos. Seleccionar bombas de desplazamiento positivo. Calcular prdidas de carga en conductos forzados. Seleccionar compresores de aire.

7.- TEMARIO

Unidad Temas Subtemas

1 Introduccin, fundamentos y simbologa de hidrulica y neumtica.

1.1 Conceptos bsicos de la neumtica. 1.2 Conceptos bsicos de la hidrulica. 1.3 Smbolos y normas de neumtica e

hidrulica. 1.4 Ventajas y desventajas de los sistemas

hidrulicos y neumticos.

2 Dispositivos neumticos e hidrulicos.

2.1. Produccin y distribucin de aire comprimido.

2.2. Produccin y distribucin de potencia hidrulica.

2.3. Actuadores neumticos e hidrulicos. 2.4. Vlvulas de vas neumticas e hidrulicas. 2.5. Vlvulas de bloqueo, de presin y de

flujo. 2.6. Sensores mecnicos.

3 Circuitos Neumticos y Electroneumticos

3.1. Desarrollo de circuitos neumticos. 3.2. Desarrollo de circuitos electroneumticos.

4 Circuitos Hidrulicos y Electrohidrulicos.

4.1. Desarrollo de circuitos tpicos hidrulicos. 4.2. Desarrollo tpicos de circuitos

electrohidrulicos.

5 Aplicaciones de la Neumtica-Electrnica e Hidrulica-Electrnica.

5.1. Automatizacin de sistemas neumticos e hidrulicos utilizando el PLC.

6 Proyecto de diseo. 6.1. Seleccin del problema. 6.2. Anlisis de alternativas. 6.3. Desarrollo de la alternativa ptima. 6.4. Elaboracin del dibujo. 6.5. Aplicacin de criterios. 6.6. Interpretacin de resultados. 6.7. Conclusiones.

8.- SUGERENCIAS DIDCTICAS Propiciar actividades de bsqueda, seleccin y anlisis de informacin en

distintas fuentes. Propiciar el uso de las nuevas tecnologas en el desarrollo de los contenidos de la

asignatura. Fomentar actividades grupales que propicien la comunicacin, el intercambio

argumentado de ideas, la reflexin, la integracin y la colaboracin de y entre los estudiantes.

Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de induccin-deduccin y anlisis-sntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigacin, la aplicacin de conocimientos y la solucin de problemas.

Llevar a cabo actividades prcticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentacin, tales como: observacin, identificacin manejo y control de de variables y datos relevantes, planteamiento de hiptesis, de trabajo en equipo.

Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicacin de los conceptos, modelos y metodologas que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura.

Propiciar el uso adecuado de conceptos, y de terminologa cientfico-tecnolgica Proponer problemas que permitan al estudiante la integracin de contenidos

de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su anlisis y solucin. Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente;

as como con las prcticas de una ingeniera con enfoque sustentable. Observar y analizar fenmenos y problemticas propias del campo ocupacional. Relacionar los contenidos de esta asignatura con las dems del plan de estudios

para desarrollar una visin interdisciplinaria en el estudiante.

9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIN

La evaluacin debe ser objetiva, metdica, continua, formativa y sumaria por lo que se debe considerar el desempeo en cada una de las actividades de aprendizaje, es decir real, sin perjuicios o tendencias que puedan distorsionarla, basada en modelos o mtodos ampliamente experimentados y probados en su efectividad, considerando en su anlisis la mayor cantidad de variables, para que la interpretacin sea correcta. La evaluacin puede realizarse al inicio, en medio, al final o incluso mucho despus de algn proceso o actividad que se emprenda. Hacer especial nfasis en: Evaluacin Diagnstica: realizar una evaluacin escrita al inicio del proceso

de enseanza-aprendizaje, nos permite verificar el verdadero nivel de conocimiento de los participantes con relacin al tema a tratar. Bajo esta evaluacin y con sus resultados, nos permite detectar el nivel real de un alumno o de un grupo sujeto a un proceso educativo o de enseanza, independientemente del currculo acadmico que posea. Tambin podemos determinar caractersticas de conocimiento a cerca del tema en cuestin, que puedan obstaculizar el proceso normal de aprendizaje de los alumnos.

Evaluacin Formativa: realizar evaluaciones escritas durante el proceso de enseanza-aprendizaje, para detectar deficiencias o desviaciones en los objetivos de aprendizaje, se detectan tambin debilidades y errores durante el proceso educativo, bajo esta evaluacin podremos: Retroalimentar al alumno con relacin al proceso de enseanza, para que se detecten y corrijan los aspectos a mejorar de ambos. Que el profesor sepa la situacin grupal e individual de sus participantes, para decidir caminos tendientes a mejorar el proceso, detectando aspectos no desarrollados con precisin que puedan afectarlo.

Evaluacin Sumaria: Evaluar al final del proceso de enseanza-aprendizaje se verificar que los alumnos hayan alcanzado los objetivos del curso establecidos en el programa de estudio. la funcin principal de esta evaluacin es mostrar al alumno su nivel o grado de conocimiento con relacin a un tema, por lo tanto este tipo de evaluacin debe ser individualizada.

Reportes escritos de las conclusiones obtenidas de prcticas de laboratorio, visitas industriales, investigaciones, tareas, serie de ejercicios, exposicin de temas, etc.

Participacin. Asistencia.

10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad 1: Introduccin, fundamentos y simbologa de hidrulica y neumtica. Competencia especfica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

Identifica los conceptos generales, o Analizar en clase los conceptos bsicos

caractersticas fsicas, qumicas delos fluidos; as como la simbologa y normas para la construccin de circuitos hidrulicos y neumticos.

que rigen a la neumtica y a la hidrulica.

o Realizar una exposicin sobre los smbolos y normas de la neumtica y la hidrulica.

o Elaborar una tabla comparativa de ventajas y desventajas de los sistemas neumticos contra los hidrulicos.

Unidad 2: Dispositivos neumticos e hidrulicos. Competencia especfica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

Conoce los diferentes elementos que integran un circuito: neumtico, electroneumtico, hidrulico y electrohidrulico, as como la relacin que guarda cada componente con los dems dentro del circuito para su apropiada seleccin y aplicacin.

o Elaborar un reporte sobre la produccin y distribucin de aire comprimido para comprender la interrelacin de todos los elementos en un sistema neumtico y hacer la seleccin de la tubera y accesorios necesarios.

o Elaborar y plantear problemas que sean expuestos en equipos de trabajo sobre la produccin y distribucin de potencia hidrulica y las implicaciones que tiene dentro de los sistemas hidrulicos.

o Analizar en el grupo los diferentes tipos de actuadores neumticos e hidrulicos.

o Describir el funcionamiento y la utilidad de las diferentes vlvulas direccionales neumticas e hidrulicas y sus aplicaciones en laboratorio, auxilindose con herramientas de simulacin.

o Describir el funcionamiento y la utilidad de las diferentes vlvulas de bloqueo, de presin y de flujo neumticas e hidrulicas y sus aplicaciones en laboratorio, auxilindose con herramientas de simulacin.

o Desarrollar en el laboratorio y en clase circuitos mediante herramientas computacionales o en pizarrn para reconocer el funcionamiento de

diferentes tipos de sensores al elaborar diagramas de funcionamiento.

Unidad 3: Circuitos Neumticos y Electroneumticos Competencia especfica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

Comprende y aplica las tcnicas y metodologas para el desarrollo de circuitos neumticos y electroneumticos en la solucin de problemas reales.

o Analizar y comparar las diferentes metodologas que se utilizan para el desarrollo sistemtico de circuitos:

1. Neumticos combinatorios y secunciales, elaborando su simulacin y con ello comprobar su funcionamiento.

2. Electroneumticos combinatorios y secunciales, elaborando su simulacin y con ello comprobar su funcionamiento.

Unidad 4: Circuitos Hidrulicos y Electrohidrulicos. Competencia especfica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

Aplica las tcnicas y metodologas para el desarrollo de circuitos hidrulicos y electrohidrulicos en la solucin de problemas reales.

o Analizar y comparar las diferentes metodologas que se utilizan para el desarrollo sistemtico de circuitos:

1. Hidrulicos combinatorios y secunciales, elaborando su simulacin y con ello comprobar su funcionamiento.

2. Electrohidrulicos combinatorios y secunciales, elaborando su simulacin y con ello comprobar su funcionamiento

Unidad 5: Aplicaciones de la Neumtica-Electrnica e Hidrulica-Electrnica. Competencia especfica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

Conoce la metodologa para el desarrollo de circuitos de control. Aplica los conocimientos de la programacin del PLC, para solucionar aplicaciones prcticas de sistemas automatizados

o Elaborar circuitos neumticos e hidrulicos controlados electrnicamente, comprobando su correcta instalacin en el laboratorio y auxilindose con herramientas computacionales, complementndolo con visitas industriales, material

audiovisual y equipo de simulacin. o Desarrollar y disear circuitos

automatizados con el uso de un controlador lgico programable PLC.

Unidad 6: Proyecto de diseo. Competencia especfica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

Aplica el procedimiento de anlisis y sntesis para el diseo de un problema de una situacin real.

Disear circuitos hidrulicos y neumticos de potencia, para que desarrolle o mejore procesos industriales.

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11.- FUENTES DE INFORMACIN 1. D. Merkle, B. Shrader, M. Thomes. Hidrulica. Manual de estudio. Festo

Didactic. 2. D. Merkle, K. Rupp. Electrohidrulica. Festo Didactic.. 3. Vickers. Manual de Hidrulica Industrial. 4. Vickers. Manual de Hidrulica Mvil. 5. Grad A. Schmitt. Training Hidrulica. Libro de informacin y enseanza de la

hidrulica. G. L. Rexroth GmbH. 6. Michael J. Pinches, Jhon G. Ashby. Power Hidraulics. Editorial Prentice Hall. 7. Hydraulic Handbook. Gulf Publishing Company. 8. Festo Didactic. Neumtica . Manual de estudio. 9. W. Deppert, K. Stoll. Aplicaciones en la neumtica. Editorial Marcombo. 10. W. Deppert, K. Stoll. Dispositivos neumticos. Editorial Marcombo. 11. Antonio Gillen Salvador. Introduccin a la neumtica. Editorial Alfaomega

Marcombo. 12. Meixner , R. Kobler. Inicializacin al personal de montaje y mantenimiento.

Festo Didactic. 13. H. Maixner, E. Sauer. Introduccin a la electroneumtica. Fesro Didactic. 14. Jos Manuel Gea, Vicent Llanodosa. Circuitos bsicos de ciclos neumticos y

electroneumticos. Editorial Alfaomega Marcombo. 15. J. P. Hasebrink, R. Kobler. Introduccin a la tcnica neumtica de mando.

Festo Didactic. 16. Salvador Milln. Calculo y diseo de circuitos en aplicaciones neumticas.

Editorial Alfaomega Marcombo. 17. R. Ackerman, J. Franz, T. Hartmann, A. Hopf, M. Kantel, B. Plagemann.

Controles lgicos programables. Festo Didactic. 18. Joseph Balcells. Autmatas programables. Editorial Alfaomega Marcombo. 19. Manual del software de programacin del PLC. 20. Manual del software de simulacin de circuitos neumticos e hidrulicos. 21. F. Eber, S Nestel. Sensores para la tcnica de proceso y manipulacin. Festo

12.- PRCTICAS PROPUESTAS

1. Conocer e identificar el equipo de trabajo (unidad de potencia y accesorios).

2. Mando directo e Indirecto de actuadores de simple y doble efecto. 3. Mando directo e Indirecto de actuadores rotatorios. 4. Regulacin de velocidad en actuadores. 5. Mando de simultaneidad. 6. Avance y retroceso por final de carrera y por lmites. 7. Control de actuadores de simple efecto. 8. Mando en Funcin del Tiempo y Presin. 9. Mando directo en actuadores lineales y rotatorios. 10. Empleo de vlvula antirretorno desbloqueable.

Utilizar diferentes tipos de mando tales como: manual, elctrico, neumtico, hidrulico, mecnico y electrnico.