Máster en Diseño, Implementación y Gestión de Sistemas de Automatización Industrial

MÓDULO 1. TÉCNICAS DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL UNIDAD DIDÁCTICA 1. PRINCIPIOS ELÉCTRICOS Y ELECTRO-MAGNÉTICOS Principios y propiedades de la corriente eléctrica Fenómenos eléctricos y electromagnéticos Medida de magnitudes eléctricas Factor de potencia Leyes utilizadas en el estudio de circuitos eléctricos Sistemas monofásicos Sistemas trifásicos UNIDAD DIDÁCTICA 2. INSTALACIONES ELÉCTRICAS APLICADAS A INSTALACIONES AUTOMATIZADAS Tipos de motores y parámetros fundamentales Procedimientos de arranque e inversión de giro en los motores Sistemas de protección de líneas y receptores eléctricos Variadores de velocidad de motores Regulación y control Dispositivos de protección de líneas y receptores eléctricos UNIDAD DIDÁCTICA 3. COMPONENTES DE AUTOMATISMOS ELÉCTRICOS Automatismos secuenciales y continuos Automatismos cableados Elementos empleados en la realización de automatismos: elementos de operador, relé, sensores y transductores Cables y sistemas de conducción de cables Técnicas de diseño de automatismos cableados para mando y potencia Técnicas de montaje y verificación de automatismos cableados UNIDAD DIDÁCTICA 4. REGLAJE Y AJUSTES DE INSTALACIONES AUTOMATIZADAS Reglajes y ajustes de sistemas mecánicos, neumáticos e hidráulicos Reglajes y ajustes de sistemas eléctricos y electrónicos Ajustes de Programas de PLC entre otros Reglajes y ajustes de sistemas electrónicos Reglajes y ajustes de los equipos de regulación y control Informes de montaje y de puesta en marcha UNIDAD DIDÁCTICA 5. MANTENIMIENTO CORRECTIVO ELÉCTRICO-ELECTRÓNICO Interpretación de documentación técnica Tipología de las averías Diagnóstico de averías del sistema eléctrico-electrónico Máquinas, equipos, útiles, herramientas y medios empleados en el mantenimiento MÓDULO 2. DISEÑO, INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE AUTOMATISMOS NEUMÁTICOS, ELECTRONEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS UNIDAD DIDÁCTICA 1. AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL DESDE LA PERSPECTIVA NEUMÁTICA Sistemas neumáticos en la industria Señales en automatismos: analógicas y digitales Ventajas de un sistema automatizado La pirámide CIM y los grados de automatización Tipología de automatismos y tecnologías Procedimientos y técnicas utilizados para automatización Fases de implantación de una automatización digital UNIDAD DIDÁCTICA 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS Y CÁLCULOS NEUMÁTICOS Concepto de presión, magnitudes y cálculos Concepto de caudal, magnitudes y cálculos Leyes que rigen el funcionamiento de los gases: Gay-Lussac y Boyle Concepto de Potencia Neumática: magnitudes, cálculos y pérdidas UNIDAD DIDÁCTICA 3. PARÁMETROS Y COMPONENTES EN LA PRODUCCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO Tipos de compresores: dinámicos, desplazamiento rotativo y alternativo Dimensionamiento y cálculo del rendimiento volumétrico de un compresor Selección de un compresor: ábaco Dimensionamiento y cálculo de un depósitos de aire comprimido Características de las instalaciones de centrales compresoras UNIDAD DIDÁCTICA 4. PARÁMETROS Y COMPONENTES PARA EL TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO Características del aire comprimido y parámetros de humedad Características del proceso de compresión del aire Procedimientos de secado del aire comprimido Tratamiento del aire comprimido UNIDAD DIDÁCTICA 5. DIMENSIONADO, INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE REDES DE AIRE COMPRIMIDO Componentes y diseño de la línea principal Dimensionado de las tuberías Componentes y diseño de líneas secundarias Racordaje Principales operaciones de mantenimiento en redes de aire comprimido Consideraciones a tener en cuenta en las redes de aire comprimido UNIDAD DIDÁCTICA 6. TIPOLOGÍA Y FUNCIONAMIENTO DE ACTUADORES NEUMÁTICOS Tipología de actuadores neumáticos Rotativos Tipología de cilindros neumáticos Cilindros de simple efecto Cilindros de doble efecto Cilindros de impacto Cilindros de doble vástago Cilindros Tandem Cilindros con vástago cuadrado UNIDAD DIDÁCTICA 7. CLASIFICACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LOS DISTRIBUIDORES Y VÁLVULAS AUXILIARES Tipología de válvulas: direccionales o distribuidores Tipología y características de las válvulas de bloqueo Tipología y características de las válvulas de caudal Tipología y características de las válvulas de presión Condiciones de servicio de los distribuidores UNIDAD DIDÁCTICA 8. CARACTERÍSTICAS Y UTILIZACIÓN DE LOS SISTEMAS OLEONEUMÁTICOS Convertidores de presión Sincronización de movimientos en cilindros Multiplicadores de presión Bombas oleoneumáticas Regulación de la velocidad de cilindros neumáticos Unidades de avance UNIDAD DIDÁCTICA 9. AUTOMATISMOS NEUMÁTICOS: BÁSICOS, DIAGRAMA ESPACIO-FASE-TIEMPO Y CASCADA Diseño de circuitos neumáticos de automatismos sencillos Resolución de circuitos mediante el sistema intuitivo Diagramas espacio-fase-tiempo Resolución de automatismos neumáticos mediante el sistema cascada UNIDAD DIDÁCTICA 10. COMPONENTES Y ESQUEMAS PARA ELECTRONEUMÁTICA Lógica o sistemas programables Lógica o sistemas cableados Electroválvulas Presostatos Interfac hombre maquina HMI Adquisición de datos Sensores Funcionamiento del relé y tipologías: con enclavamiento y temporizados Interpretación de esquemas y asociación de elementos UNIDAD DIDÁCTICA 11. HIDRÁULICA APLICADA. FUNDAMENTOS Y CÁLCULOS Principios fundamentales de la hidráulica Propiedades principales de los fluidos hidráulicos Realización de los cálculos de las magnitudes y parámetros básicos Elementos hidráulicos UNIDAD DIDÁCTICA 12. DISEÑO DE CIRCUITOS HIDRÁULICOS Mando de un cilindro de simple efecto Mando de un cilindro de doble efecto Regulación de la velocidad de avance de un cilindro Regulación de presión Electrohidráulica MÓDULO 3. CONFIGURACIÓN Y PROGRAMACIÓN AUTÓMATAS PLC’S UNIDAD DIDÁCTICA 1. CONCEPTOS Y EQUIPOS UTILIZADOS EN AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL Conceptos previos Objetivos de la automatización Grados de automatización Clases de automatización Equipos para la automatización industrial Diálogo Hombre-máquina, HMI y SCADA UNIDAD DIDÁCTICA 2. AUTÓMATAS PROGRAMABLES: EVOLUCIÓN Y CLASIFICACIÓN Definición y operaciones que realizan los autómatas programables PLC Historia y evolución de los autómatas programables Ventajas y desventajas del PLC frente a la lógica cableada Clasificación de los autómatas MicroPLC´s Ubicación del autómata programable dentro del cuadro UNIDAD DIDÁCTICA 3. FUNCIONAMIENTO Y ARQUITECTURA DE LOS PLC´S Funcionamiento y bloques esenciales de los autómatas programables Dispositivos de programación de autómatas programables UNIDAD DIDÁCTICA 4. INTERFAZ DE ENTRADAS Y SALIDAS EN EL PLC: TIPOLOGÍA Y DIAGNÓSTICO Interfac de entrada y salida Señales de entrada digitales (todo-nada) Señales de entrada analógicas Salidas a relé Salidas a transistores Salidas a Triac Salidas analógicas Diagnóstico y comprobación de entradas y salidas mediante instrumentación Entradas analógicas en PLC: normalización y escalado UNIDAD DIDÁCTICA 5. CICLO DE FUNCIONAMIENTO DEL AUTÓMATA Secuencias de operaciones del autómata programable: watchdog Modos de operación del autómata programable Etapas del ciclo de funcionamiento del PLC Chequeos del sistema y rutinas iniciales y cíclicas Tiempo de ejecución y control en tiempo real Elementos de proceso rápido UNIDAD DIDÁCTICA 6. CONFIGURACIÓN DEL AUTÓMATA PROGRAMABLE Importancia de la configuración del autómata programable Tipos de procesadores en la Unidad Central de Proceso Configuración de la Unidad de Control: procesadores centrales y periféricos Unidades de control redundantes UNIDAD DIDÁCTICA 7. PROGRAMACIÓN DE PLC'S: ÁLGEBRA DE BOOLE Y ELEMENTOS ESPECIALES Conceptos generales de programación Estructuras del programa de aplicación y ciclo de ejecución: programación estructurada UNIDAD DIDÁCTICA 8. LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN EN DIAGRAMA DE CONTACTOS: LD Lenguaje en esquemas de contacto Reglas del lenguaje LD Elementos de entrada y salida del lenguaje Elementos de ruptura de la secuencia de ejecución Caso práctico resuelto con LD: accionamiento de Motores-bomba Caso práctico resuelto con LD: estampadora semiautomática UNIDAD DIDÁCTICA 9. PROGRAMACIÓN DE PLC CON LENGUAJE DE FUNCIONES LÓGICAS: FBD Funciones y puertas lógicas Reglas de funcionamiento del lenguaje en lista de instrucciones Ejemplos de aplicación con FBD Caso práctico resuelto con FBD: taladro semiautomático Caso práctico resuelto con FBD: taladro semiautomático UNIDAD DIDÁCTICA 10. PROGRAMACIÓN CON LENGUAJE EN LISTA DE INSTRUCCIONES IL Y TEXTO ESTRUCTURADO ST Lenguaje en lista de instrucciones Estructura de una instrucción de mando Ejemplos Ejemplos de instrucciones de mando para diferentes marcas de PLC Instrucciones en lista de instrucciones Lenguaje de programación por texto estructurado UNIDAD DIDÁCTICA 11. PROGRAMACIÓN CON GRAFCET Presentación de la herramienta o lenguaje GRAFCET Principios Básicos de GRAFCET Etapas Acciones asociadas a etapas Condición de transición Reglas de Evolución del GRAFCET UNIDAD DIDÁCTICA 12. CASOS PRÁCTICOS RESUELTOS Y EXPLICADOS DE PROGRAMACIÓN DE PLC´S Práctica Secuencia de LED Práctica Alarma sonora Práctica Control de ascensor con dos pisos Práctica Control de depósito Práctica Control de un semáforo Práctica Cintas transportadoras Práctica Control de un Parking Práctica Automatización de puerta Corredera Práctica : Automatización de proceso de elaboración de curtidos Práctica Programación de escalera automática Práctica Automatización de apiladora de cajas Práctica Control de movimiento vaivén de móvil Práctica Control preciso de pesaje de producto Práctica Automatización de clasificadora de paquetes MÓDULO 4. ROBÓTICA INDUSTRIAL. IMPLANTACIÓN, COMPONENTES Y PROGRAMACIÓN UNIDAD DIDÁCTICA 1. ROBÓTICA. EVOLUCIÓN Y PRINCIPALES CONCEPTOS La robótica Evolución de los robots industriales Cobótica Fabricantes de robots manipuladores Definición de Robot Componentes básicos de un sistema robótico Subsistemas estructurales y funcionales Aplicaciones de la robótica Criterios de clasificación de los robots UNIDAD DIDÁCTICA 2. ANÁLISIS E INTEGRACIÓN DE LA ROBÓTICA CON OTROS SISTEMAS AUTOMATIZADOS Automatización y Robótica Sincronización de robots con otras máquinas Cobótica Criterios de diseño y control de un robot industrial en la célula robotizada Análisis de viabilidad técnico económica del robot Normativa relacionada con la robótica Seguridad en instalaciones robotizadas UNIDAD DIDÁCTICA 3. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y MORFOLÓGICAS DE LOS ROBOTS El brazo robot Elementos, articulaciones y brida de montaje Características y capacidades a considerar en un robot industrial Grados de libertad UNIDAD DIDÁCTICA 4. ACTUADORES, TRANSMISIONES Y REDUCTORES UTILIZADOS EN ROBÓTIC Actuadores eléctricos, hidráulicos, neumáticos y sus transmisiones Funcionamiento y curvas características de los actuadores eléctricos UNIDAD DIDÁCTICA 5. DISPOSITIVOS SENSORIALES EN ROBÓTICA Dispositivos sensoriales en robótica Características técnicas de los sensores Calibración de sensores Puesta en marcha UNIDAD DIDÁCTICA 6. CONTROLADOR. TIPOS DE SERVOCONTROL Y FUNCIONES El controlador del robot Arquitectura hardware de un controlador de robot Métodos de control: con y sin servo control, punto a punto y por trayectoria Funciones del procesador en un controlador robótico Consideraciones de tiempo real UNIDAD DIDÁCTICA 7. ELEMENTOS TERMINALES Y APLICACIONES DE TRASLADO. PICK AND PLACE Elementos y actuadores terminales de robots Conexión entre la muñeca y la herramienta final Utilización de robots para traslado de materiales y carga/descarga automatizada Pick and place Aplicaciones de traslado de materiales Pick and place Cogida y sujeción de piezas por vacío Ventosas Imanes permanentes y electroimanes Pinzas mecánicas para agarre Sistemas adhesivos Sistemas fluídicos Agarre con enganche UNIDAD DIDÁCTICA 8. PINTURA, SOLDADURA Y ENSAMBLAJE. PROCESOS Y HERRAMIENTAS Pintado robotizado Características técnicas, robots y equipamiento Elementos integrantes del sistema de pintado Soldadura robotizada Características técnicas, robots y equipamiento Soldadura por arco (TIG y MIG) UNIDAD DIDÁCTICA 9. MÉTODOS DE PROGRAMACIÓN. GUIADA Y TEXTUAL Programación de Robots Métodos de programación por guiado Características ideales de un lenguaje textual para la robótica MÓDULO 5. REDES DE COMUNICACIÓN INDUSTRIALES. BUSES DE CAMPO UNIDAD DIDÁCTICA 1. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMUNICACIÓN Cómo aparece la necesidad de las redes de comunicación industrial Sistemas industriales de control: centralizado, distribuido e híbrido Sistemas de automatización global: ERP y MES Comunicación industrial en los escalones de la pirámide CIM Comparación entre redes de control y redes de datos Elementos básicos Estructura de las redes industriales: Buses de campo, redes LAN industriales y LAN/WAN Diseño eficiente de la arquitectura de la red de control Topología anillo, estrella y bus Modelo OSI reducido y funcionamiento de la comunicación en tiempo real Transmisión, control de acceso y direccionamiento entre nodos Seguridad en la red Protocolos estándares de comunicación: RS, RS, IEC, ISOCAN, IEC, Ethernet, USB UNIDAD DIDÁCTICA 2. BUSES Y REDES INDUSTRIALES. INSTALACIÓN Y CARACTERÍSTICAS Definición y ámbito de aplicación de los buses de campo Ventajas y desventajas de los buses industriales Cableado convencional VS cableado con Bus Criterios de selección de un bus de campo Elementos del bus: nodos y repetidores Funcionamiento y arquitectura Tipos de conectores normalizados Normalización existente en buses de campo Buses y protocolos en Domótica e Inmótica Mercado actual Buses propietarios y buses abiertos Tendencias de las redes industriales Herramientas y software de gestión de redes UNIDAD DIDÁCTICA 3. BUSES INDUSTRIALES EXISTENTES. FUNCIONAMIENTO Y APLICACIÓN Clasificación de los buses por prestaciones AS-i (Actuator/Sensor Interface) DeviceNet CANopen (Control Area Network Open) SDS (Smart Distributed System) InterBus WorldFIP (World Factory Instrumentation Protocol) HART (Highway Addressable Remote Transducer) P-Net BITBUS ARCNet CONTROLNET PROFIBUS (PROcess FIeld BUS) FIELDBUS FOUNDATION MODBUS ETHERNET INDUSTRIAL UNIDAD DIDÁCTICA 4. FUNCIONAMIENTO Y BUS DE CAMPO AS-INTERFACE (AS-I) Origen y evolución del bus AS-Interface Características de las redes AS-i Componentes del sistema AS-i: cables, fuentes, maestros, esclavos, repetidores, pasarelas Montaje y composición de módulos AS-i Topología y configuración de la red AS-Interface El bus AS-i referenciado al modelo ISO/OSI Conectividad y pasarelas El esclavo y la comunicación con los sensores y actuadores (Interfaz ) Sistemas de transmisión (Interfaz ) El maestro AS-i (Interfaz ) La capa maestra de la interface Funcionamiento del protocolo AS-Interface Fases operativas del funcionamiento UNIDAD DIDÁCTICA 5. PROFIBUS FMS, DP Y PA PROFIBUS (Process Field BUS) Características generales de Profibus Perfiles de PROFIBUS DP, PA y FMS Modelo ISO OSI para Profibus Medios físicos de transmisión de datos: cable para RS-, fibra óptica y IEC - Coordinación de datos en Profibus Profibus DP Configuración y funciones Profibus FMS y servicios aportados Profibus-PA Características de comunicación y aplicaciones Profisafe Aplicaciones libres de errores Perfil de aplicaciones para dispositivos especiales Conexión de dispositivos UNIDAD DIDÁCTICA 6. EL PROTOCOLO CAN Y EL BUS CANOPEN Descripción del protocolo CAN Formato de trama en el protocolo CAN Acceso al medio en CAN Sincronización del bus Topología del bus Tipos de conectores en el Bus CAN Aplicaciones del protocolo CAN: CANopen, DeviceNet, TTCAN… El BUS CANopen ¿De dónde viene? Estructura básica de CANOpen Diccionario de objetos en CANopen Perfiles de comunicación y de dispositivos en CANopen: Gestión de la red en el bus CANopen Estructura del modelo CANopen: definición de SDOs y PDOs UNIDAD DIDÁCTICA 7. ETHERNET INDUSTRIAL. APLICACIONES E INSTALACIONES Ethernet y el ámbito industrial Las ventajas de Ethernet industrial respecto al resto Soluciones para compatibilizar Ethernet en la industria Modificaciones del protocolo: RETHER y ETHEREAL Mecanismos de prioridad en Ethernet: IEEE P y configuración del switch Componentes, instalación y esquemas de las redes: cableado, hub, switch y router Buses de campo que usan Ethernet industrial PROFINET EtherNet/IP ETHERCAT UNIDAD DIDÁCTICA 8. REDES INALÁMBRICAS. WIFI Contexto actual de las tecnologías inalámbricas en la industria y aplicaciones Selección de sistemas Wireless Componentes de una red inalámbrica Utilización de la tecnología Wireless en la industria Tecnologías de transmisión Comparativa de las distintas tecnologías wireless Potencia de transmisión, atenuación e influencia del medio Conceptos y tipos de antenas para redes de datos inalámbricas La tecnología inalámbrica WIFI Wireless Ethernet Estándares Wi-Fi: IEEE Seguridad en una red Wi-Fi MÓDULO 6. SUPERVISIÓN Y MONITORIZACIÓN DE PROCESOS, HMI Y SCADA UNIDAD DIDÁCTICA 1. CONCEPTOS PREVIOS DE SISTEMAS DE CONTROL Y SUPERVISIÓN DE PROCESOS: SCADA Y HMI Evolución de los sistemas de visualización Sistemas de automatización global: ERP y MES Introducción al concepto de supervisión y control Importancia del concepto “tiempo real” en un SCADA Definición de SCADA y conceptos relacionados Sistemas de control distribuido: definición y características Diferencias entre sistemas SCADA y DCS Estudio de viabilidad de un sistema SCADA Mercado de la tecnología SCADA Control mediante PC industriales y tarjetas de expansión Pantallas de operador HMI Selección de las características de una pantalla HMI Software para programación de pantallas HMI Dispositivos tablet PC UNIDAD DIDÁCTICA 2. SOPORTE FÍSICO DE UN SCADA: MTU, RTU Y COMUNICACIONES Principio de funcionamiento general de un sistema SCADA Subsistemas que componen un sistema de supervisión y mando Componentes de una RTU, funcionamiento y características Sistemas de telemetría: genéricos, dedicados y multiplexores Software de control de una RTU y comunicaciones Tipos de capacidades de una RTU Interrogación, informes por excepción y transmisiones iniciadas por RTU's Detección de fallos de comunicaciones Fases de implantación de un SCADA en una instalación UNIDAD DIDÁCTICA 3. COMPONENTES DEL SOFTWARE SCADA E INTERCAMBIO DE DATOS CON OPC UA Programación orientada a objetos Principales componentes del software SCADA: driver, utilidades de desarrollo y Run-time Las utilidades de desarrollo y el programa Run-time Almacenamiento en bases de datos Métodos de comunicación entre aplicaciones: OPC, ODBC, ASCII, SQL y API El protocolo OPC y su evolución a OPC UA (Unified Architecture) Configuración de controles OPC en el SCADA UNIDAD DIDÁCTICA 4. INTERPRETACIÓN DE PLANOS Y CROQUIS DE IMPLANTACIÓNUNIDAD DIDÁCTICA 5. ESTÁNDARES Y NORMAS GENERALES DE DISEÑO DE LA INTERFAZ UNIDAD DIDÁCTICA 6. GEMMA: GUÍA DE LOS MODOS DE MARCHA Y PARADA EN UN AUTOMATISMO UNIDAD DIDÁCTICA 7. UTILIDADES Y MÓDULOS DE DESARROLLO EN PAQUETES SCADA UNIDAD DIDÁCTICA 8. DISEÑO DE LA INTERFAZ: CUADROS DE CONTROL Y PANTALLAS SCADA MÓDULO 7. PROYECTO FIN DE MÁSTER