Temario
Objetivos
El Máster DIMSAI parte de iniciar al alumno en la estructuración básica que se debe llevar a cabo a la hora de abordar un proyecto de implantación de un sistema de automatización, describiendo los apartados necesarios para realizarlo así como todas las consideraciones iniciales. Una vez descrito el marco general de un proyecto de automatización, se pasa a hacer un recorrido por las diferentes tecnologías de automatización, describiendo detalladamente sus fundamentos teóricos y su aplicación práctica en la integración global del sistema de automatización, desde los sensores y actuadores hasta los sistemas de comunicación y monitorización para la gestión integral de la fábrica, entrando muy en detalle en la programación de autómatas programables, HMI y SCADA, control, instrumentación y diseño eléctrico. Por otra parte, se contemplan tecnologías de automatización avanzada como los robots industriales, la visión artificial y la seguridad industrial en planta. Finalmente, una vez descritos estos sistemas, se estudiarán todos los aspectos del desarrollo de un proyecto de automatización fuera del ámbito puramente técnico, pero igualmente necesarios para la completitud del proyecto. Así, se abordan temas de integración global de los sistemas analizados individualmente en la parte anterior, trazados y ubicación de elementos de la instalación, calidad y organización de la producción, compatibilidad electromagnética y mantenimiento. La estructura de enseñanza de máster es planteada de manera muy práctica en donde el alumno aprende haciendo en la posibilidad que lo permita cada uno de los módulos, de la mano de profesionales de la industria con ejemplos 100% prácticos y reales.
Requisitos de acceso
Ingenieros técnicos y superiores, licenciados y diplomados. Preferentemente los titulados en Ingeniería de Telecomunicación, Informática o Industrial, o bien con interés en el área de gestión y diseño de proyectos de automatización industrial.
Profesionales con acreditada experiencia en el sector de la automatización industrial
Temario
INTRODUCCÍÓN A LOS SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIALES
Sistemas de fabricación integrada (CIM). fabricación flexible. Pirámide de automatización, buses industriales. Necesidad de planificar proyectos de automatización. Ejemplos
AUTÓMATAS PROGRAMABLES
Tipos de autómatas programables y prestaciones. Lenguajes de programación: IEC 61131-3 y otros. GRAPHCET y GEMMA. Instalación de autómatas programables
BUSES INDUSTRIALES
Tipos de buses industriales. Análisis detallado de cada uno de los buses más empleados: características, instalación y configuración. Profibus, AS-i, CAN (Devicenet, Compobus, CANopen), Interbus, Foundation Fieldbus y otro buses para industria de procesos, LONworks y otros. Industrial Ethernet y PROFINet. Comunicaciones inalámbricas.
MONITORIZACIÓN Y TRATAMIENTO DE DATOS
Interfaces Hombre-Máquina (HMI). Paneles de operador. Pantallas de visualización.
Paquetes SCADA: descripción y utilización en plantas industriales.
Tendencias actuales de los sistemas SCADA. Tipos de aplicaciones.
Desarrollo de aplicaciones. Consejos para desarrollo de entornos funcionales y agradables al usuario.
Elementos esenciales de un sistema SCADA: Acceso remoto a variables internas y externas de los procesos a controlar y monitorizar. Tipos de variables a utilizar. Manejo de ventanas. Herramientas de diseño. Animaciones. Alarmas y eventos.
Aprovechamiento de la potencia de la CPU para tareas complejas.
Bases de datos. Intercambio dinámico de la información. OPC.
Funciones de explotación de datos para gestión de la calidad, control estadístico, gestión de la producción y gestión administrativa y financiera.
WinCC como ejemplo de entornos SCADA y otros paquetes de software.
INSTRUMENTACIÓN Y TÉCNICAS DE MEDIDA. SENSORES Y ACTUADORES
Introducción. Principios generales de los sistemas de medida. Conceptos generales y terminología. Características estáticas, dinámicas y de entrada.
Sensores de resistencia variable y sus acondicionadores. Galgas extensométricas. Detectores de temperatura. Termistores. Fotorresistencias. Higrómetros resistivos. Puente de Wheatstone. Amplificadores de instrumentación.
Sensores de reactancia variable, electromagnéticos y sus acondicionadores. Sensores capacitivos. Sensores inductivos. Sensores electromagnéticos. Puentes y pseudopuentes de alterna. Amplificadores de portadora y detectores coherentes.
Sensores generadores y sus acondicionadores. Sensores termoeléctricos. Sensores piezoeléctricos. Amplificadores de bajas derivas. Amplificadores electrométricos. Amplificadores de carga.
Otros tipos de sensado. Sensores basados en uniones semiconductoras.
Sensores inteligentes. Redes de sensores. Concepto de sensor inteligente. Tipos. Topologías de sistemas de medida distribuídos.
Metrología y calibración. Definiciones. Trazabilidad. Tipos y requerimientos en la calibración. Metodologías de calibración. Especificaciones en un instrumento y tests de calibración. Requerimientos en un estándar de calibración.
Familias de sensores y actuadores: descripción.
CONTROL DE PROCESOS
Control de Procesos en la Industria Química.
Control de Operaciones Unitarias: Cambiadores de Calor, Bombas y Compresores, Reactores Químicos, Columnas de Destilación.
Control de Plantas de Proceso.
Estudio de las respuestas estáticas y dinámicas de Processos mediante simuladores.
DISTRIBUCION DE ENERGÍA DE PLANTA
Introducción. Tipos. Elementos terminales. Cinemática y dinámica. Trayectorias, movimientos, control de fuerza. Aplicaciones industriales. Telerobótica y robots móviles.
MOTORES Y ACCIONAMIENTOS
Estructura general de las máquinas eléctricas.
Aspectos tecnológicos de las máquinas eléctricas: Potencia asignada, pérdidas. Punto y cuadrante de funcionamiento. Máquinas de Inducción o asíncronas. Funcionamiento, Circuito equivalente, Características mecánicas. Métodos de arranque y frenado.
Máquinas Síncronas: Funcionamiento, Circuito equivalente, Curvas características. Máquinas síncronas de imanes permanentes. Máquinas de Corriente Continua. Funcionamiento, Circuito equivalente, Curvas características. Formas de conexionado. Regulación electrónica.
Accionamientos: Caracterísiticas generales. Tipos, modelos. Modos de programación y control del motor. Comunicaciones en Accionamientos.
SISTEMAS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS
Aire Comprimido.Preparación e Instalación Básica.
Automatización Neumática. Actuadores Lineales.
Automatización Neumática. Actuadores de Giro y Pinzas.
Distribuidores Neumáticos: Válvulas Manuales y Mecánicas. Válvulas de Accionamiento Neumático. Electroválvulas. Montajes
Manipulación por vacío.
Circuitos de Lógica Neumática. Métodos de la Cascada y Paso a Paso.
Ejercicio práctico de desarrollo completo de una aplicación.
Hidráulica en Automatización: Bombas Hidráulicas. Tuberías Hidráulicas. Distribuidores Hidráulicos. Circuitos
ROBOTS
Introducción a la robótica: orígenes, y conceptos fundamentales.
Geometría espacial: matrices de rotación y matrices de transformación homogéneas.
Anà,lisis cinemático directo: estudio de casos.
Anà,lisis cinemático inverso: tipos y estudio de casos.
Cinemà,tica del movimiento: cálculo de la matriz Jacobiana.
Anà,lisis dinámico de manipuladores: dinà,mica de Lagrange.
Planificación de trayectorias.
Control de articulaciones eléctricas en manipuladores robóticos.
Programación de robots.
PC',S INDUSTRIALES Y VISIÓN ARTIFICIAL
PC industrial frente a autómata programable: ventajas e inconvenientes. El PC como controlador industrial.
Características esenciales de un PC industrial. Redundancia y robustez.
Configuraciones internas orientadas a comunicaciones externas: Buses internos: ISA, PCI, SCSI.
Periféricos. Módulos de expansión I/O. Acondicionadores de señal.
Módulos embebidos PC104 y PC104+.
Sistemas operativos en tiempo real.
Sistemas de visión por computador y visión artificial.
Estándares de visión: Cámaras de visión, formatos y controladores de cámaras.
Procesado de imágenes para extracción de características.
Tipos y modelos de sistemas de visión.
Comunicaciones en los sistemas de visión.
Instalación: Condiciones de luminosidad, humedad, temperatura, etc.
FABRICACIÓN AISISTIDA POR ORDENADOR (CAM) Y SISTEMAS DE CONTROL NUMÉRICO (CNC)
Introducción al control numérico computerizado
Control numérico en la ingeniería industrial: Ventajas, Desventajas.
Tipos de máquinas de control numérico: Aplicaciones, Tornos, Taladradoras, Centros de maquinados, Fresadoras.
Unidad de entrada/salida de datos.
Unidad de memoria interna e interpretación de órdenes.
Programación en el control numérico.
Los famosos Blocks en CN.
Introducción a la programación.
Ciclos enlatados o repetitivos.
Sinumerik 3t.
Características técnicas del CNC.
Tendencias de la automatización en la industria nacional.
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA Y SEGURIDAD EN INSTALACIONES INDUSTRIALES Y EQUIPOS
Introducción a la compatibilidad electromagnética. Fuentes de interferencia.
Los componentes electrónicos desde el punto de vista de la EMC
Susceptibilidad de los componentes y circuitos electrónicos
Acoplamiento galvánico de interferencias. Acoplamiento capacitivo de interferencias. Acoplamiento inductivo de interferencias. Tierra y masa.
Conexionado a masa de subsistemas y sistemas electrónico. Conexionado a masa de cables blindados. Conexionado a masa y cableado de sistemas industriales.
Técnicas de reducción de bucles de masa. Blindaje de sistemas electrónicos. Técnicas de filtrado de sistemas. Normativas EMC. Medidas EMC
La Directiva de Máquinas y la Normativa Europea Armonizada
EN 954-1 Partes del sistema de mando relativas a seguridad. Categorías de riesgo
Aplicaciones con relés electromecánicos y electrónicos de seguridad
Introducción a los sistemas configurables de seguridad: el PNOZmulti
Aplicaciones con PNOZmulti: el PNOZmulti Configurator
Introducción a los Sistemas Electrónicos Programables de Seguridad: el PSS
Introducción a los buses de campo seguros: el SafetyBUS p
Aplicaciones con PSS y SafetyBUS p: el PSS WIN-PRO
Rondas prácticas de aplicación de cableado y pruebas con equipos de demostración: PNOZ X, PNOZelog, PNOZmulti, PSS y SafetyBUS p
PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN DE LA PRODUCCIÓN
Estrategia de operaciones y competitividad.
Decisiones Estratégicas.
Decisiones tácticas: Planificación de la capacidad a corto y medio plazo. Gestión de inventarios. Gestión de la cadena de suministro o logística. Planificación y control de proyectos: técnicas.
Estudio del trabajo y Productividad: Visión histórica del diseño del trabajo. Proceso de diseño del trabajo. Productividad y factores que intervienen. Condiciones y ambiente de trabajo
Modelos matemáticos de sistemas de producción: Modelos lineales y programación lineal. Modelos de inventario. Modelos para sistemas discretos.
El sistema productivo en la empresa: Niveles de decisión: Planificación, cálculo y programación de operaciones. El producto: Información necesaria. Organización del sistema humano y de las instalaciones.
Sistemas de producción: Tipologías de fabricación. Elección del tipo de proceso adecuado al producto. Sistemas basados en la eliminación del despilfarro.
Diseño e implantación de sistemas de producción: Distribución en planta: Células de fabricación. Equilibrado de líneas de fabricación. Establecimiento de las órdenes de fabricación
Estudio de viabilidad del nuevo sistema. Simulación de procesos de producción.
CALIDAD EN LOS PROCESOS PRODUCTIVOS
Conceptos fundamentales: Calidad, Gestión de la Calidad, enfoques de Gestión de la Calidad.
Modelos de Gestión de la Calidad (I). El modelo ISO 9000.
Modelos de Gestión de la Calidad (II). El modelo EFQM.
Diseño e implantación de sistemas de Aseguramiento de la Calidad según ISO 9001.
Análisis y mejora de los procesos.
Relaciones entre la Gestión de la Calidad y la Gestión Medioambiental. Aplicaciones a través del análisis de los procesos.
PROYECTOS DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
Introducción: conceptos básicos en Ingeniería. Dirección y gestión de proyectos: Conceptos básicos de la dirección de proyectos, Ámbitos de aplicación, Terminologías, etc.
Técnicas de gestión y dirección: Definición y alcance del proyecto, Planificación y programación, Supervisión y desarrollo de las actividades, Documentación del proyecto.
El proyecto y las organizaciones: Los "actores" en un proyecto, El proyecto como "Proyectista", El proyecto como "Usuario", Objetivos y resultados del proyecto.
Gestión del riesgo: Definición de riesgo, Tipos de riesgo en los proyectos, Análisis del riesgo, Técnicas para la reducción del riesgo, Supervisión del riesgo.
Indicadores y métricas: Herramientas para la gestión de proyectos, Cálculo de tiempos y costes, Control de la evolución del proyecto.
Planificación estratégica: Contratación y Subcontratación, Gestión de compras, Gestión de aprovisionamientos
MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES INDUSTRIALES
Construcción de una estrategia de mantenimiento.
Gestión del cambio.
Planificación y programación de recursos.
Selección de tácticas de mantenimiento.
Medición y ',benchmarking', de resultados.
Sistemas de gestión de la información para el mantenimiento.
MEJORA CONTINUA: Mantenimiento centrado en la fiabilidad. Mantenimiento productivo total (TPM).
SALTOS CUÁNTICOS: Reingeniería de los procesos de mantenimiento.
PROYECTO FIN MASTER
Aplicación final de todos los conocimientos adquiridos durante el Máster para diseñar y proyectar una instalación de automatización
