Maestría Internacional en Automatismos Industriales

MÓDULO 1. FUNDAMENTOS DE AUTOMATISMOS: COMPONENTES, PUESTA EN MARCHA Y MANTENIMIENTO UNIDAD DIDÁCTICA 1. FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Conocimientos básicos de la corriente eléctrica Eléctricidad y electromagnétismo Magnitudes eléctricas más importantes Teoría básica de circuitos eléctricos Electricidad monofásica y trifásica UNIDAD DIDÁCTICA 2. ELEMENTOS BÁSICOS DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS INDUSTRIALES Motores de corriente continua y alterna asíncronos y sincronos Procedimientos de arranque e inversión de giro en los motores Introducción a la protección Puesta a tierra Sistemas de regulación y control de velocidad de máquinas eléctricas Aparamenta de protección eléctrica UNIDAD DIDÁCTICA 3. AUTOMATIZACIÓN CABLEADA Automatización cableada, secuencial y continua Elementos de panel de control, potencia y recogida de información Cableado Diseño de automatismos cableados Montaje y verificación de automatismos cableados UNIDAD DIDÁCTICA 4. PUESTA EN MARCHA Puesta en marcha de automatismos mecánicos, neumáticos e hidráulicos Puesta en marcha de automatismos eléctricos y electrónicos Puesta en marcha de programas de PLC Puesta en marcha de automatismos electrónicos Puesta en marcha de los equipos de regulación y control: relés térmicos y reguladores de presión Realización de informes de ejecución, reglaje y ajuste UNIDAD DIDÁCTICA 5. MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES INDUSTRIALES Documentación técnica Localización de averías en instalaciones eléctricas e instalaciones automatizadas Localización de averías en el sistema de control Equipamiento e instrumentación para el mantenimiento Introducción al mantenimiento de los sistemas eléctrico-electrónicos Mantenimiento del motor, contactor y otros equipos Ensayo de conjunto Mantenimiento de cuadros eléctricos MÓDULO 2. NEUMÁTICA E HIDRÁULICA UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN A LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL Uso de la neumática en la industria Diferencia entre señales de información analógica y digitales Ventajas de un sistema automatizado La pirámide CIM y los grados de automatización Tipología de automatismos y tecnologías Técnicas utilizadas en automatización Fases de implantación de un automatismo UNIDAD DIDÁCTICA 2. FUNDAMENTOS FÍSICOS Y CÁLCULOS NEUMÁTICOS Conceptos previos de presión Conceptos previos de caudal Leyes de los gases: Gay-Lussac y Boyle Conceptos previos de potencia neumática UNIDAD DIDÁCTICA 3. DIMENSIONAMIENTO Y CÁLCULO DE COMPRESORES Y DEPÓSITOS DE AIRE COMPRIMIDO Tipología de compresores Rendimiento volumétrico de un compresor Selección de un compresor Diseño de un depósito de aire comprimido Centrales compresoras UNIDAD DIDÁCTICA 4. FASE DE TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO Propiedades del aire comprimido: tensión de vapor, humedad relativa y punto de rocio Compresión del aire Secado del aire comprimido Tratamiento del aire comprimido: filtración, regulación y lubricación UNIDAD DIDÁCTICA 5. REDES DE AIRE COMPRIMIDO Redes de aire comprimido principales Cálculo de tuberías y pérdida de carga Cálculo de perdidas de carga en redes de aire comprimido 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. ACTUADORES NEUMÁTICOS Actuadores neumáticos rotativos: motores Actuadores neumáticos lineales: cilindros Cilindros de simple efecto Cilindros de doble efecto Cilindros de impacto Cilindros de doble vástago Cilindros Tandem Cilindros con vástago cuadrado Cilindros telescópicos Cilindro de carrera variable Cilindros multiposición Cilindros sin vástago Unidades de par Cilindros magnéticos Pinzas de presión neumáticas Velocidad de desplazamiento del vástago Sistemas de amortiguación de los cilindros Selección de cilindros neumáticos UNIDAD DIDÁCTICA 7. DISTRIBUIDORES NEUMÁTICOS Y VÁLVULAS AUXILIARES Distribuidores o válvulas direccionales Válvulas de bloqueo Válvulas de caudal Válvulas de presión Funcionamiento y servicio de los distribuidores UNIDAD DIDÁCTICA 8. SISTEMAS OLEONEUMÁTICOS Convertidores de presión: aire-aceite, émbolo y vejiga elástica Sincronización de movimientos Uso de multiplicadores de presión Bombas oleoneumaticas Uso de unidades de avance para la regulación de la velocidad de cilindros neumáticos UNIDAD DIDÁCTICA 9. AUTOMATISMOS BÁSICOS, DIAGRAMA ESPACIO-FASE-TIEMPO Y CASCADA Diseño de circuitos neumáticos simples Ejemplos y simulaciones El sistema intuitivo Diagramas espacio-fase-tiempo Ejemplos y simulaciones El sistema cascada Ejemplos y simulaciones UNIDAD DIDÁCTICA 10. AUTOMATISMOS ELECTRONEUMÁTICOS Sistemas programables Sistemas cableados Uso y funcionamiento de electroválvulas Uso y funcionamiento de presostatos Interfac hombre maquina HMI Sensores aplicados a neumática Relé con enclavamiento y temporizados Interpretación de esquemas Fundamentos de circuitos eléctricos Ejemplos y simulaciones de circuitos electroneumáticos sencillos Ejemplos y simulaciones de automatismos electroneumáticos con el sistema cascada UNIDAD DIDÁCTICA 11. FUNDAMENTOS DE HIDRÁULICA Principios básicos de hidráulica industrial Características de los fluidos hidráulicos Cálculo de magnitudes y parámetros hidráulicos Elementos hidráulicos básicos UNIDAD DIDÁCTICA 12. DISEÑO DE CIRCUITOS HIDRÁULICOS Mando de un cilindro hidráulico de simple efecto Mando de un cilindro hidráulico de doble efecto Regulación de la velocidad de avance de un cilindro hidráulico Regulación de presión Introducción a la electrohidráulica MÓDULO 3. AUTOMATAS PROGRAMABLES PLC UNIDAD DIDÁCTICA 1. CONCEPTOS Y EQUIPOS UTILIZADOS EN AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL Conceptos iniciales de automatización Fijación de los objetivos de la automatización industrial Grados de automatización Clases de automatización Equipos para la automatización industrial Diálogo Hombre-máquina, HMI y SCADA UNIDAD DIDÁCTICA 2. CLASIFICACIÓN DE LOS AUTÓMATAS PROGRAMABLES Introducción a las funciones de los autómatas programables PLC Contexto evolutivo de los PLC Uso de autómatas programables frente a la lógica cableada Tipología de los autómatas desde el punto de vista cuantitativo y cualitativo Definición de autómata microPLC Instalación del PLC dentro del cuadro eléctrico UNIDAD DIDÁCTICA 3. ARQUITECTURA DE LOS AUTÓMATAS Funcionamiento y bloques esenciales de los autómatas programables Elementos de programación de PLC Descripción del ciclo de funcionamiento de un PLC Fuente de alimentación existente en un PLC Arquitectura de la CPU Tipología de memorias del autómata para el almacenamiento de variables UNIDAD DIDÁCTICA 4. ENTRADA Y SALIDA DE DATOS EN EL PLC Módulos de entrada y salida Entrada digitales Entrada analógicas Salidas del PLC a relé Salidas del PLC a transistores Salidas del PLC a Triac Salidas analógicas Uso de instrumentación para el diagnóstico y comprobación de señales Normalización y escalado de entradas analógicas en el PLC UNIDAD DIDÁCTICA 5. DESCRIPCIÓN DEL CICLO DE FUNCIONAMIENTO DEL AUTÓMATA Secuencias de operaciones del autómata programable: watchdog Modos de operación del PLC Ciclo de funcionamiento del autómata programable Chequeos del sistema Tiempo de ejecución del programa Elementos de proceso rápido UNIDAD DIDÁCTICA 6. CONFIGURACIÓN DEL PLC Configuración del PLC Tipos de procesadores Procesadores centrales y periféricos Unidades de control redundantes Configuraciones centralizadas y distribuidas Comunicaciones industriales y módulos de comunicaciones UNIDAD DIDÁCTICA 7. ÁLGEBRA DE BOOLE Y USO DE ELEMENTOS ESPECIALES DE PROGRAMACIÓN Introducción a la programación Programación estructurada Lenguajes gráficos y la norma IEC Álgebra de Boole: postulados y teoremas Uso de Temporizadores Ejemplos de uso de contadores Ejemplos de uso de comparadores Función SET-RESET (RS) Ejemplos de uso del Teleruptor Elemento de flanco positivo y negativo Ejemplos de uso de Operadores aritméticos UNIDAD DIDÁCTICA 8. PROGRAMACIÓN MEDIANTE DIAGRAMA DE CONTACTOS: LD Lenguaje en esquemas de contacto LD Reglas del lenguaje en diagrama de contactos Elementos de entrada y salida del lenguaje Elementos de ruptura de la secuencia de ejecución Ejemplo con diagrama de contactos: accionamiento de Motores-bomba Ejemplo con diagrama de contactos: estampadora semiautomática UNIDAD DIDÁCTICA 9. PROGRAMACIÓN MEDIANTE LENGUAJE DE FUNCIONES LÓGICAS: FBD Introducción a las funciones y puertas lógicas Funcionamiento del lenguaje en lista de instrucciones Aplicación de funciones FBD Ejemplo con Lenguaje de Funciones: taladro semiautomático Ejemplo con Lenguaje de Funciones: taladro semiautomático UNIDAD DIDÁCTICA 10. PROGRAMACIÓN MEDIANTE 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 IL Lenguaje de programación por texto estructurado ST UNIDAD DIDÁCTICA 11. PROGRAMACIÓN MEDIANTE GRAFCET Presentación de la herramienta o lenguaje GRAFCET Principios Básicos de GRAFCET Definición y uso de las etapas Acciones asociadas a etapas Condición de transición Reglas de Evolución del GRAFCET Implementación del GRAFCET Necesidad del pulso inicial Elección condicional entre secuencias Subprocesos alternativos Bifurcación en O Secuencias simultáneas Utilización del salto condicional Macroetapas en GRAFCET El programa de usuario Ejemplo resuelto con GRAFCET: activación de semáforo Ejemplo resuelto con GRAFCET: control de puente grúa UNIDAD DIDÁCTICA 12. RESOLUCIÓN DE EJEMPLOS DE PROGRAMACIÓN DE PLC´S Secuencia de LED Alarma sonora Control de ascensor con dos pisos Control de depósito Control de un semáforo Cintas transportadoras Control de un Parking Automatización de puerta Corredera Automatización de proceso de elaboración de curtidos Programación de escalera automática Automatización de apiladora de cajas Control de movimiento vaivén de móvil Control preciso de pesaje de producto Automatización de clasificadora de paquetes MÓDULO 4. ROBOT INDUSTRIALES UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA INDUSTRIAL Introducción a la robótica La cobótica y el contexto histórico de los robots industriales Mercado actual de brazos manipuladores Robot: posibles definiciones La instalación robotizada y sus componentes esenciales División de los componentes en subsistemas estructurales y funcionales Usos de la robótica en la industria actual Clasificación de los robots UNIDAD DIDÁCTICA 2. DISEÑO DE SISTEMAS AUTOMATIZADOS CON ROBOTS INTEGRADOS Elección del tipo de automatización necesaria La cobótica y la sincronización de robots con otras máquinas Integración de robot industrial en células de trabajo Viabilidad técnico económica de la instalación robotizada Normativa aplicable a la robótica Causas y medidas de seguridad en instalaciones robotizadas UNIDAD DIDÁCTICA 3. MORFOLÓGÍA DE LOS ROBOTS Tipología de componentes del brazo industrial Características y capacidades de los robot industrial Definición y configuración de los grados de libertad Elección respecto a la capacidad de carga La característica de la velocidad de movimiento Resolución espacial, exactitud, repetibilidad y flexibilidad Elección del robot respecto del volumen de trabajo Potencia de la unidad de control Arquitectura y clasificación morfológica de los robots Robots (PPP) de coordenadas cartesianas en voladizo y tipo pórtico Robot (RPP) cilíndrico Robot (RRP) de coordenadas esféricas o polar Brazos articulados tipo esférico, SCARA y delta UNIDAD DIDÁCTICA 4. ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL ROBOT INDUSTRIAL Actuadores eléctricos, hidráulicos, neumáticos y sus transmisiones Actuadores eléctricos Utilización de servomotores Características, tipología y funcionamiento de motores paso a paso Utilización de cilindros y motores hidráulicos Actuadores Neumáticos Propiedades de los distintos actuadores utilizados en robótica Uso de transmisiones, reductores, accionamiento directo en robótica UNIDAD DIDÁCTICA 5. SENSORES PARA ADQUISICIÓN DE DATOS EN ROBÓTICA Sensores en robótica Características técnicas de los sensores Puesta en marcha y calibración de sensores Sensores de posición no ópticos: potenciómetro, synchro, resolver, LVDT Sensores de posición ópticos: Encoders Sensores de velocidad Sensores de proximidad y distancia: luz, ultrasonido y laser Sensores de fuerza y par: por corriente y galgas extensiométricas Subsistema de visión artificial UNIDAD DIDÁCTICA 6. EL CONTROLADOR Partes básicas del controlador del robot Hardware del controlador de robot Métodos de control Características del procesador Concepto de tiempo real UNIDAD DIDÁCTICA 7. APLICACIONES PICK AND PLACE. COMPONENTES Elementos y actuadores terminales Instalaicón de la herramienta en la muñeca Utilización de robots para traslado de materiales Aplicaciones de traslado de materiales: recogida, paletizaje y carga Aplicaciones y uso de ventosas Imanes permanentes y electroimanes Utilización de pinzas mecánicas Utilización de sistemas adhesivos Utilización de sistemas fluídicos Aplicaciones de agarre con enganche UNIDAD DIDÁCTICA 8. APLICACIONES DE PINTURA, SOLDADURA Y ENSAMBLAJE Características del equipamiento para el pintado robotizado Componentes del sistema de pintado: mezclado y aplicación Características del equipamiento para soldadura robotizada Características del equipamiento para la soldadura por arco (TIG y MIG) Características del equipamiento para soldadura por puntos Características del equipamiento para soldeo laser Características del equipamiento para ensamblaje robotizado Métodos de presentación de piezas para el ensamblaje Operaciones de emparejamiento y unión de piezas en el ensamblaje Dispositivos de acomodamiento de piezas UNIDAD DIDÁCTICA 9. PROGRAMACIÓN GUIADA Y TEXTUAL Fundamentos de programación de Robots Programación por guiado pasivo y activo Características ideales de un lenguaje textual para la robótica Tipos de programación textual Características de los lenguajes de programación Modelado del entorno por robot, objeto y por tarea Programación textual y lenguajes más importantes Ejemplos Programación textual a nivel de objeto Ejemplos Programación textual a nivel de tarea Ejemplos El lenguaje de STÄUBLI y ADEPT: V+ o V El lenguaje de ABB: RAPID El lenguaje IRL El lenguaje OROCOS Open Robot Control Software Programación CAD MÓDULO 5. REDES Y BUSES DE COMUNICACIÓN INDUSTRIALES UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LAS REDES DE COMUNICACIÓN La necesidad de las redes de comunicación industrial Sistemas de control centralizado, distribuido e híbrido Sistemas avanzados de organización industrial: ERP y MES La pirámide CIM y la comunicación industrial Las redes de control frente a las redes de datos Buses de campo, redes LAN industriales y LAN/WAN Arquitectura de la red de control: topología anillo, estrella y bus Aplicación del modelo OSI a redes y buses industriales Fundamentos de transmisión, control de acceso y direccionamiento en redes industriales Procedimientos de seguridad en la red de comunicaciones Introducción a los estándares RS, RS, IEC, ISOCAN, IEC, Ethernet, USB UNIDAD DIDÁCTICA 2. BUSES Y REDES INDUSTRIALES. CONCEPTOS INICIALES Buses de campo: aplicación y fundamentos Evaluación de los buses industriales Diferencias entre cableado convencional y cableado con Bus Selección de un bus de campo Funcionamiento y arquitectura de nodos y repetidores Conectores normalizados Normalización Comunicaciones industriales aplicadas a instalaciones en Domótica e Inmótica Buses propietarios y buses abiertos Tendencias Gestión de redes UNIDAD DIDÁCTICA 3. FUNCIONAMIENTO Y APLICACIÓN DE LOS PRINCIPALES BUSES INDUSTRIALES Clasificación de los buses 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 COMPONENTES DEL BUS AS-INTERFACE (AS-I) Historia del bus AS-Interface Características del bus AS-i Componentes del bus AS-i pasarelas… Montaje y composición Configuración de la red AS-Interface Aplicación del modelo ISO/OSI albus AS-i Conectividad y pasarelas El esclavo y la comunicación con los sensores y actuadores (Interfaz ) Sistemas de transmisión (Interfaz ) El maestro AS-i (Interfaz ) El protocolo AS-Interface: características, codificación, acceso al medio, errores y configuración Fases operativas del funcionamiento del bus UNIDAD DIDÁCTICA 5. FUNCIONAMIENTO Y COMPONENTES DEL BUS PROFIBUS FMS, DP Y PA PROFIBUS (Process Field BUS) Introducción a Profibus Utilización de los perfiles de PROFIBUS para DP, PA y FMS Modelo ISO OSI para Profibus Cable para RS-, fibra óptica y IEC - Coordinación de datos en Profibus Profibus DP Funciones Básicas y Configuración Profibus FMS Comunicación y aplicaciones del Profibus-PA Resolución de errores con Profisafe Aplicaciones para dispositivos especiales Archivos GSD y número de identificación para la conexión de dispositivos UNIDAD DIDÁCTICA 6. FUNCIONAMIENTO Y COMPONENTES DEL PROTOCOLO CAN Y EL BUS CANOPEN Fundamentos del protocolo CAN Formato de trama en el protocolo CAN Estudio del acceso al medio en el protocolo CAN Sincronización Topología Tipología de conectores en CAN Aplicaciones: CANopen, DeviceNet, TTCAN… Introducción al BUS CANopen Arquitectura simplificada de CANOpen Uso del diccionario de objetos en CANopen Perfiles Gestión de la res Estructura de CANopen: definición de SDOs y PDOs UNIDAD DIDÁCTICA 7. ETHERNET INDUSTRIAL Ethernet y el ámbito industrial Las ventajas de Ethernet industrial respecto al resto Soluciones para compatibilizar Ethernet en la industria Evoluciones del protocolo: RETHER y ETHEREAL Mecanismos de prioridad en Ethernet: IEEE P y configuración del switch Componentes y esquemas Uso de Ethernet industrial en los Buses de campo PROFINET EtherNet/IP ETHERCAT UNIDAD DIDÁCTICA 8. REDES INALÁMBRICAS Contexto de la tecnología inalámbrica en aplicaciones industriales Sistemas Wireless Componentes Wireless en la industria Tecnologías de transmisión Tipologías de wireless Parámetros de las redes inalámbricas Antenas Wireless Ethernet Estándar IEEE Elementos de seguridad en una red Wi-Fi