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• Fernando Atalaya

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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS

Guía de aprendizaje SISTEMAS DE CONTROL INDUSTRIAL II

Ingeniería Electrónica Dr. Julio Ernesto Quispe Rojas Lambayeque, Febrero 2021

FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS

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DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE COMPUTACIÓN Y ELECTRÓNICA GUIA DE APRENDIZAJE DE SISTEMAS DE CONTROL INDUSTRIAL II

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I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA 1.1. Programa de Estudios : Ingeniería Electrónica. 1.2. Código de la Asignatura : CL500 1.3. Semestre Académico : 2020-II 1.4. Ciclo de Estudios : IX Ciclo 1.5. Créditos : 04 1.6. Duración : 16 semanas, 06 horas semanales (02 teóricas y 04 prácticas) Fecha de inicio: 15 de febrero de 2021 Fecha de término: 04 de junio de 2021 1.7. Docente : Dra. Julio Ernesto Quispe Rojas [email protected] 1.8. Modalidad : No presencial con horas de dedicación síncrona y horas de actividad asíncrona distribuidas semanalmente en función de los contenidos y tareas a desarrollar.

II. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA Curso de carácter obligatorio, del tipo de especialidad de naturaleza teórico practico que proporciona los conocimientos para el diseño de sistemas de control de procesos y controles compuestos para procesos con perturbaciones, los sistemas de supervisión, control y adquisición de datos, redes en las plantas industriales, y la automatización integral de la información de operaciones y gestión de la empresa; está compuesto por cuatro unidades: control de procesos, controles compuestos, supervisión y redes, automatización integral.

III. RESULTADOS DE APRENDIZAJE Resultado de aprendizaje del curso: Diseña un sistema de control para un proceso industrial basado en controladores programables, aplicando las acciones de control adecuadas para superar las perturbaciones y las comunicaciones industriales necesarias, en contextos de desarrollo tecnológico e innovación, orientados a las tendencias de la I4.0 y 5G. La asignatura está divida en 4 unidades de aprendizaje las cuales tienen como resultado de aprendizaje lo siguiente: • RA1: Conocer las acciones de control básicos aplicados al control de procesos industriales • RA2: Conocer las acciones de control compuestos para procesos con perturbaciones • RA3: Conocer los sistemas de supervisión, control y adquisición de datos, y las redes de comunicación en las plantas industriales • RA4: Conocer los sistemas de Información de operaciones y de gestión de las plantas industriales.

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IV. MEDIOS LOGÍSTICOS DE APOYO La comunicación entre el docente y los estudiantes se hará a través de diferentes herramientas tecnológicas, las cuales serán accesibles a través del aula virtual de la UNPRG https://aulavirtual.unprg.edu.pe : haciendo uso de las actividades y recursos. A. Actividades: ✓ Asistencia: El docente habilita el registra de la asistencia de los estudiantes a clases dentro del horario de clase programado. Los reportes están disponibles para todas las clases. ✓ Foro de Consultas, disponible en forma permanente para el acceso de los estudiantes y con revisión semanal por parte del docente, con respuestas generales. ✓ Foro: Se programará esta actividad con la información entregada al estudiante con la anticipación necesaria, permite discusiones asincrónicas. En la asignatura se realizan 3 foros programados, pero se puede realizar foros adicionales según la necesidad del avance del curso. Se revisa y evalúa la participación de los alumnos, y forman parte de la nota de determinadas tareas programadas o definidas en otras tareas en el caso de foros adicionales. ✓ Tarea: están asignadas de acuerdo a las actividades programadas y permiten al estudiante cumplir con aplicar y desarrollar los desempeños. el docente revisa y evalúa el informe y completa la nota que el estudiante tiene en el desempeño evaluado en el laboratorio, la actividad práctica o el trabajo de aplicación correspondiente. B. Recursos: ✓ Videoconferencia: El docente inicia las clases con la videoconferencia, que se desarrollar a través de Google Meet que está integrado al correo institucional, los enlaces de las videoconferencias de las clase de teoría serán indicados en el aula virtual. ✓ Correo electrónico institucional: se utilizará para resolver consultas de los estudiantes en el aprendizaje asíncrono, o para comunicar algún inconveniente presentado durante la clase, las justificaciones de inasistencia deben ser debidamente documentadas. No se utilizará para la entrega de tareas de los estudiantes. ✓ Archivos: El docente presenta en el aula virtual los materiales digitales del curso. ✓ Cuestionarios, las evaluaciones programadas se realizarán por aula virtual, habilitándose a las horas programadas y cerrándose automáticamente al cumplirse el tiempo asignado. ✓ Comunicación Telefónica: se utilizará para casos especiales de urgencia.

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V. ACTIVIDADES A REALIZAR Tabla No. 1 Unidad I: CONTROL DE PROCESOS

SEM

CONTENIDOS (conceptuales, procedimentales, actitudinales)

1

Prueba de entrada Socialización del sílabo Visión general de los sistemas automatizados

2

Acciones de control, Control de dos posiciones

3

Control Proporcional, diseño y configuración

4

Control Proporcional Integral y derivativo Primera Practica Calificada

FECHA

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE

Prueba de entrada Presentación y Socialización del silabo. Visión general de los sistemas automatizados Actividad Práctica 1: Información general sobre los proyectos de desarrollo tecnológico PDT. y participación en foro sobre el sílabo

Cuestionario PCL1 Participación Foro 1

23/02

Acciones de control, Control de dos posiciones

Respuestas a preguntas, resolución de ejercicios y exposiciones

25/02

Práctica de laboratorio 1: Reconocimiento, funcionamiento y usos de módulos de nivel

16/02

18/02

02/03

Control Proporcional

04/03

Actividad Práctica 2: Diagnostico de la necesidad para el PDT

09/03

Primera Practica Calificada Control Proporcional Integral y derivativo Práctica de laboratorio 2: Reconocimiento, funcionamiento y usos de módulos de caudal

11/03

Tarea Informe APR1. incluye participación foro

Tarea Informe LAB1 incluye desempeño Respuestas a preguntas, resolución de ejercicios y exposiciones Tarea Informe APR2. incluye participación en clase Cuestionario PCL2

Tarea Informe LAB2 incluye desempeño

INDICADOR DE LOGRO El estudiante comprende el alcance del sílabo y los aspectos generales de los sistemas automatizados Especifica características de las acciones de control Diseña y aplica control proporcional a procesos industriales Diseña y aplica control proporcional integral y derivativo

Tabla No. 2 Unidad II: CONTROLES COMPUESTOS

SEM

5

6

CONTENIDOS (conceptuales, procedimentales, actitudinales) Ajuste de controladores pruebas y aplicaciones Control compuesto en cascada, diseño y simulación

FECHA

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE

16/03

Ajuste de controladores, cálculos y configuración

Respuestas a preguntas, resolución de ejercicios y exposiciones

18/03

Actividad Práctica 3 Alternativas de la solución a la necesidad de la realidad para el PDT Control compuesto en cascada, diseño y simulación

Tarea Informe APR3. incluye participación en clase Respuestas a preguntas, resolución de ejercicios y exposiciones

23/03 25/03

Práctica de laboratorio 3: Reconocimiento, funcionamiento y usos de módulos de presión

Tarea Informe LAB3 incluye desempeño

INDICADOR DE LOGRO Selecciona la técnica de ajuste de controlador adecuada al sistema Diseña y simula control en cascada

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7

8

Control compuesto en adelanto diseño y simulación

Examen Parcial Pruebas de módulos

30/03

Control compuesto en adelanto, diseño y simulación

30/03

Actividad Práctica 4: Diseño de la solución a la necesidad del PDT

06/04

Examen Parcial

08/04

Práctica de laboratorio 4: Reconocimiento, funcionamiento y usos de módulos de temperatura

Respuestas a preguntas, y resolución de ejercicios y exposiciones Tarea Informe APR4 incluye participación en clase Cuestionario EPL Participación Foro 2 Tarea Informe LAB4 incluye desempeño

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Diseña y simula control en adelanto Determina características de los módulos de temperatura a destacar

Tabla No. 3 Unidad III: SUPERVISION Y REDES

SEM

CONTENIDOS (conceptuales, procedimentales, actitudinales)

9

Sistemas SCADA, diseño y simulación

10

Comunicaciones industriales, fundamentos y aplicaciones

FECHA 13/04

Sistemas SCADA

15/04

Actividad Práctica 5: Descripción y uso de los componentes para el prototipo Comunicaciones industriales, clasificación y aplicaciones

20/04 22/04

27/04 11

Ethernet industrial aplicaciones

12

Segunda Practica Calificada Módulos de comunicación

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

29/04 04/05 06/05

Práctica de laboratorio 5: Reconocimiento, funcionamiento y usos de módulos de control de velocidad y posición Ethernet industrial conceptos y aplicaciones Actividad Práctica 6: Descripción y uso del software para simulación del prototipo Segunda Practica Calificada Práctica de laboratorio 6: Reconocimiento, funcionamiento y usos de módulos de comunicación industrial

EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE

INDICADOR DE LOGRO

Respuestas a preguntas, resolución de ejercicios y exposiciones Tarea Informe APR5. incluye participación en clase Respuestas a preguntas, resolución de ejercicios y exposiciones

Comprende aplica los fundamentos de los sistemas de supervisión

Tarea Informe LAB5 incluye desempeño Respuestas a preguntas, y resolución de ejercicios y exposiciones Tarea Informe APR6 incluye participación en clase Cuestionario PCL3 Tarea Informe LAB6 incluye desempeño

Comprende y aplica fundamentos de comunicaciones industriales Destaca beneficios de sistemas con ethernet industrial Aplica módulos de temperatura a problemas reales

Tabla No. 4 Unidad IV: AUTOMATIZACION INTEGRAL

SEM

13

CONTENIDOS (conceptuales, procedimentales, actitudinales)

Pirámide Industrial I4.0 y 5G

FECHA

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

11/05

Pirámide Industrial I4.0 y G5

13/05

Trabajo de aplicación PDT: Demostración estática de la estructura del prototipo y participación en clase

EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE Respuestas a preguntas, resolución de ejercicios y exposiciones Tarea Informe TAP1. incluye participación en clase

INDICADOR DE LOGRO Comprende las implicancias de I4.0 y 5G en la automatización

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Automatización Integral MES y ERP

18/05

Automatización Integral MES y ERP

20/05

Trabajo de aplicación PDT Demostración dinámica del funcionamiento del prototipo y participación en clase Automatización integral BI, Big Data, AI

25/05 15

Automatización integral BI, Big Data, AI

16

Examen Final y demostración de conocimientos de sistemas de control

01/06

Trabajo de aplicación MdeP: Valorar, Sustentación del informe del proyecto y participación en clase Examen Final

03/06

Examen Sustitutorio

27/05

Respuestas a preguntas, y resolución de ejercicios y exposiciones Tarea Informe TAP2 incluye participación en clase Respuestas a preguntas, y resolución de ejercicios y exposiciones Tarea Informe TAP3 incluye participación en clase Cuestionario EFL Cuestionario y participación en foro

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Destaca los beneficios de sistemas basados en ERP y MES Identifica los beneficios de la automatización integral Conoce y aplica soluciones de automatización integral

VI. NORMAS Y REGLAS A RESPETAR Estudiar de forma no presencial requiere de autonomía y auto disciplina. Las actividades incluidas en el entorno virtual se organizan y estructuran considerando un ritmo de trabajo normal, similar al estudio en el estudio presencial. Se les recomienda que exploren detenidamente las potencialidades del Aula Virtual y practiquen con todas sus herramientas (calendario, cuaderno de calificaciones, etc.), especialmente con las de comunicación (foros, tareas, cuestionarios, etc.) que ofrece. Se trabajará con actividades sincrónica coincidentes con el horario de clase y actividades asincrónicas para las asignaciones de trabajo por equipos y tareas que pueden completar fuera del horario de clase. Mantenga siempre un comportamiento ético y sea respetuoso con sus compañeros recuerden: •

• •

Respetando los derechos de autor de cada uno de los materiales y recursos educativos disponibles en el curso. Cuando tomes información de internet o de otros documentos, no olvides indicar la fuente bibliográfica. Actuando con honestidad en tus evaluaciones y teniendo en cuenta que el resultado será fruto de tu esfuerzo. Mostrando una actitud ética: evitando los comentarios que puedan resultar ofensivos, así promovemos relaciones respetuosas al interior de la comunidad virtual.

VII. METODOLOGÍAS La metodología de enseñanza-aprendizaje virtual se basa en los principios del aprendizaje activo. Los recursos y las actividades de aprendizaje de la asignatura se plantean a través del entorno virtual del aula virtual de la Universidad y Google Meet principalmente. La plataforma y las aplicaciones digitales utilizadas se orientan a facilitar contextos síncronos y asíncronos del proceso formativo, también la posibilidad de comunicarse, informarse y realizar determinadas gestiones.

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Las sesiones de teoría se grabarán y serán subidos a la plataforma (aula virtual) para que puedan ser revisados por los alumnos y consultados para aclarar conceptos. El curso se ha organizado en cinco unidades y cada una ellas se temporalizan a lo largo de semanas las cuales sobre los contenidos proponen una serie de actividades de aprendizaje recursos de aprendizaje digitales. a) Presentación: Se explica lo que se desarrollará en la semana (introducción) b) Contenidos: Son los recursos presentados deben ser revisados por el estudiante. c) Actividades de aprendizaje y de evaluación: se plantearán: a. Foros b. Tareas c. Cuestionarios para los exámenes en línea d. Participación en las clase síncronas mediante video conferencias

VIII. SISTEMA DE EVALUACIÓN Tabla No. 5 Resumen de Evaluaciones Evidencias de aprendizaje

Instrumento

SIGLA

PESO

SEMANAS

Practicas Calificadas en Línea Prueba virtual

PCL

1

1, 4, y 12

Laboratorios

Lista de cotejo

LAB

1

2,4,6,8,10 Y 12

Actividades practicas

Rubrica

APR

1

1,3,5,7,9 y11

Trabajo de Aplicación

Rubrica

TAP

1

13, 14 y 15

Examen Parcial en Línea

Prueba virtual

EPL

1

8

Examen Final en Línea

Prueba virtual

EFL

1

16

Promedio Final = (PCL + LAB + APR + TAP + EPL + EFL) / 6

IX. RETROALIMENTACIÓN Y ACOMPAÑAMIENTO AL ESTUDIANTE. Durante el curso habrá distintos espacios y momentos para la retroalimentación y el acompañamiento. ●

Entrega de tareas y cuestionarios. Las actividades programadas se entregarán por el aula virtual, todos los informes en las TAREAS y las practicas calificadas en los CUESTIONARIOS, que se habilitaran en la hora prefijada y se cerrará automáticamente al terminar el tiempo asignado para las pruebas o exámenes.

●

Las participaciones en clase y en los foros serán calificadas como parte de las actividades prácticas, Tareas APR, por lo tanto tendrá dos partes la entrega y contenido del informe

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y el desempeño en la clase síncrona, siendo muy importante la participación activa y pertinente en las preguntas orales, ejercicios, problemas y exposiciones. ●

La ejecución de los circuitos en las prácticas de laboratorio serán calificadas como parte de las Tareas LAB, por lo tanto tendrá dos partes la entrega y contenido del informe y el desempeño en la clase síncrona, siendo muy importante la presentación y demostración de los circuitos funcionando cuando se requiere la participación voluntaria u obligatoria, según sea el caso.

●

Las demostraciones del método de proyectos MdeP en sus diferentes etapas serán calificadas como parte de las actividades prácticas, Tareas APR, por lo tanto tendrá dos partes la entrega y contenido del informe y la calidad de la demostración del avance del proyecto en la clase síncrona

●

Las demostraciones del método de proyectos MdeP en la etapa final del Proyecto, tendrá demostración en las clases síncronas y elaboración de videos mejorados de las demostraciones etapas serán calificadas como parte del trabajo de aplicación, Tareas TAP, por lo tanto tendrá dos partes la entrega y contenido del informe y video y la calidad de la demostración del proyecto en la clase síncrona

●

Tutoría: Área Académica. Se brindará apoyo pedagógico a los estudiantes que requieran acciones correctivas, remediales o de recuperación para el logro de los resultados de aprendizaje de la unidad y saberes procedimentales propias de la asignatura. Para la tutoría se pueden establecer nuevos horarios, a solicitud y previa coordinación con los estudiantes.

X. FUENTES REFERENCIALES. ✓ Acedo Sánchez, José. CONTROL AVANZADO DE PROCESO, Teoría y práctica, editorial Díaz de Santos 2003, Madrid. ✓ Cerro Aguilar, Enrique. COMUNICACIONES INDUSTRIALES, ediciones CEYSA, 2004, Barcelona. ✓ Creus Sole, Antonio. INSTRUMENTACION INDUSTRIAL, séptima edición, 2006. editorial Alfaomega Marcombo. España. ✓ Guerrero, Vicente; Yuste, Ramón; Martínez, Luis. COMUNICACIONES INDUSTRIALES, editorial Alfaomega Marcombo, 2010, México. ✓ Piedrafita Moreno, Ramón. INGENIERIA DE LA AUTOMATIZACION INDUSTRIAL, segunda edición, editorial Alfaomega Rama, 2004. ✓ Roca Cusido, Alfred. CONTROL DE PROCESOS, segunda edición 2002. editorial Alfaomega, ediciones UPC, España. ✓ Rodríguez Penin, Aquilino. SISTEMAS SCADA, Segunda edición 2007, editorial Alfaomega. México.