| Tema |
Subtema |
| Tema 1. Introducción a la automatización industrial y elementos de automatización |
1.1. Introducción a la automatización de tareas y procesos industriales.
1.1.1. La automatización de procesos industriales.
1.1.2 El autómata programable industrial o PLC.
1.1.3 Elementos del autómata programable. Entradas, salidas, y memoria.
1.1.4 Ciclo de funcionamiento del autómata. Tiempo de ciclo.
1.2 Características generales de los autómatas programables.
1.2.1. Operadores lógicos y aritméticos.
1.2.2 Operadores de asignación (con memoria y sin memoria).
1.2.3 Combinaciones de variables binarias.
1.2.3 Temporizadores y contadores.
1.3 Lenguajes y técnicas de programación de autómatas programables.
1.3.1. Formas de representación de un programa (FBD, AWL, ST, Grafcet, LADDER).
1.3.2 Programación lineal y estructurada.
1.3.3 Introducción a la lógica de contactos (LADDER).
1.3.4 Introducción a la programación modular estructurada en LADDER. |
| Tema 2. Herramientas de modelado de sistemas secuenciales |
2.1 Introducción al modelado de sistemas dinámicos de eventos discretos.
2.1.1. Modelado mediante grafos de estados y tablas. El problema dimensional.
2.1.2 Modelado mediante Redes de Petri. Descripción con procesos distribuidos.
2.1.3 Principales elementos y propiedades de las Redes de Petri. Reglas de evolución.
2.1.4 Representación y lógica asociada a las Redes de Petri. Distribución y selección.
2.2 Modelado de procesos distribuidos mediante Redes de Petri.
2.2.1. Representación de procesos y ciclos. Repeticiones de un proceso simple.
2.2.2 Aplicación de temporizadores. Activaciones controladas por tiempo.
2.2.3 Aplicación de contadores. Contaje de eventos y ciclos de procesos.
2.2.3 Arcos inhibidores y sus aplicaciones.
2.2.5. Secuencias simultáneas. Sincronización de procesos concurrentes.
2.2.6. Exclusión mutua entre procesos. Gestión de recursos compartidos.
2.2.7. Sistemas colaborativos. Coordinación de múltiples tareas independientes.
2.3 Programación modular estructurada de Redes
de Petri en LADDER.
2.3.1. Estructura modular de programación.
2.3.2. Desarrollo del módulo de definición e inicialización de variables.
2.3.3. Desarrollo del módulo de evaluación de transiciones.
2.3.4. Integración de temporizadores y contadores en el módulo de transiciones.
2.3.5. Desarrollo del módulo de activación de lugares.
2.3.6. Desarrollo del módulo de activación de salidas.
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| Tema 3. Representación, modelado y simulación de sistemas dinámicos continuos |
3.1 Introducción a los modelos de sistemas dinámicos.
3.1.1. Modelos lineales y modelos no lineales.
3.1.2 Modelos continuos y modelos discretos.
3.1.3 Modelado en variables de estado.
3.1.4 El concepto de estabilidad.
3.2 Sistemas dinámicos lineales.
3.2.1. Caracterización y propiedades fundamentales.
3.2.2 Variables de estado.
3.2.3 Funciones de transferencia. La transformada de Laplace y sus propiedades.
3.2.4 Diagramas de bloques de funciones de transferencia. Operaciones básicas.
3.2.5 La función de transferencia con realimentación.
3.3 Modelado de sistemas físicos.
3.3.1. Sistemas mecánicos.
3.3.2. Sistemas eléctricos.
3.3.3. Sistemas químicos, hidráulicos y neumáticos.
3.3.4. Sistemas biológicos y sociológicos. |
| Tema 4. Análisis de sistemas dinámicos continuos |
4.1 Introducción al análisis de sistemas dinámicos continuos.
4.1.1. Régimen transitorio y estacionario.
4.1.2. Tipos de señales (impulso, escalón, rampa) y sus transformadas de Laplace.
4.1.3. Polos y ceros de la función de transferencia. Propiedades del plano de Laplace.
4.1.4. Propiedades frecuenciales de sistemas dinámicos lineales continuos.
4.2 Caracterización de la respuesta en el dominio temporal.
4.2.1. Especificaciones en el dominio temporal.
4.2.2. Sistemas de primer orden. Función de transferencia, respuesta temporal y estabilidad.
4.2.3. Sistemas de segundo orden. Función de transferencia, respuesta temporal y estabilidad.
4.2.4. Descripción y análisis del error en régimen permanente.
4.3 Caracterización de la respuesta en el dominio frecuencial.
4.3.1. Especificaciones en el dominio de la frecuencia. Diagramas de Bode.
4.3.2. Propiedades frecuenciales de los sistemas de primer orden.
4.3.3. Propiedades frecuenciales de los sistemas de segundo orden.
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| Tema 5. Introducción a los sistemas de control. Diseño de controladores PID |
5.1 Introducción a los sistemas de control.
5.1.1. El lazo de control.
5.1.2. Actuadores y sensores.
5.1.3. Controladores digitales.
5.1.4. Acciones básicas de control: Proporcional (P), integral (I) y derivativo (D).
5.2 Regulador PID para sistemas de primer orden.
5.2.1. Especificaciones temporales y frecuenciales.
5.2.2. Diseño mediante asignación de polos.
5.2.3. Análisis de estabilidad.
5.2.4. Análisis de los efectos de la presencia de un cero.
5.3 Regulador PID para sistemas de segundo orden.
5.3.1. Especificaciones temporales y frecuenciales.
5.3.2. Diseño mediante asignación de polos.
5.3.3. Análisis de estabilidad.
5.3.4. Análisis de los efectos de la presencia de un cero.
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| Práctica 1. Introducción a la programación de autómatas en LADDER |
Esta práctica tiene como objetivo la familiarización del alumno con la programación de autómatas industriales en el lenguaje visual LADDER, de forma que se inicia al alumno en el desarrollo básico de soluciones lógicas y empleo de características básicas (inicialización de variables, uso de contadores y temporizadores, etc.). Finalmente se enseña al alumno una metodología que permite trasladar la lógica programada a una estructura modular, necesaria para la resolución de las siguientes prácticas. |
| Práctica 2. Programación LADDER de Redes de Petri I |
Esta práctica tiene como objetivo el desarrollo de soluciones a problemas de automatización mediante la implantación de forma estructurada en lenguaje LADDER de sistemas secuenciales modelados mediante Redes de Petri que incluyen sus propiedades básicas (contadores, temporizadores, sincronización de procesos). De esta forma el alumno tendrá que programar y simular en un PLC virtual la solución a un problema estudiado durante la clase de seminario previa, de forma que durante el desarrollo de la práctica la formación se centre en el aprendizaje de la metodología que permite trasladar la solución teórica a un autómata programable. |
| Práctica 3. Programación LADDER de Redes de Petri II |
En esta práctica se continua la enseñanza sobre la implantación de forma estructurada en lenguaje LADDER de sistemas secuenciales modelados mediante Redes de Petri, pero en este caso resolviendo situaciones más complejas que incluyan propiedades avanzadas de las Redes de Petri estudiadas (recursos compartidos, arcos inhibidores, sistemas colaborativos). De igual forma a la práctica anterior, durante una clase de seminario previa se estudiará la solución teórica con Redes de Petri a un problema que incluya todas las características avanzadas deseadas, de forma que durante el desarrollo de la práctica la formación se centre en el aprendizaje de la metodología que permite trasladar la solución teórica a un autómata programable. |
| Práctica 4. Introducción al software de análisis y simulación de sistemas dinámicos |
El objetivo de esta práctica será el de presentar a los alumnos la herramienta software que permite desarrollar el modelo, simular y analizar el comportamiento en tiempo y/o frecuencia de los sistemas dinámicos lineales. De esta forma los alumnos tendrán que trabajar para aprender las funciones y el manejo básico de la aplicación realizando cálculos sencillos relacionados con los ejercicios analizados en la parte teórica de la asignatura (cálculos de polos y ceros, descomposición en fracciones simples, respuesta a escalón, etc.) |
| Práctica 5. Análisis y simulación de lazos de control con sistemas dinámicos lineales de primer y segundo orden |
El objetivo de esta práctica será el de presentar a los alumnos las funciones que permiten, en la herramienta software, desarrollar simulaciones de lazos de control que incluyen sistemas dinámicos lineales. De esta forma los alumnos tendrán que trabajar para crear, simular y visualizar el resultado de la respuesta de un lazo de control con sistemas de primer y segundo orden. |
| Práctica 6. Diseño y simulación de sistemas de control PI aplicados a sistemas dinámicos lineales de primer y segundo orden |
El objetivo de esta práctica es que los alumnos, empleando los fundamentos presentados en las clases teóricas y/o seminarios, sean capaces de implementar, configurar y analizar los resultados que se obtienen cuando se aplican los algoritmos de control estudiados sobre sistemas dinámicos lineales de primer y segundo orden. Para ello emplearán los lazos de control que han sido desarrollados en la práctica anterior. |
| Práctica 7. Diseño e implementación práctica de un sistema de control PI aplicado a un sistema real |
El objetivo de esta práctica es que los alumnos empleen los conocimientos adquiridos en las prácticas anteriores para ser implementados en un sistema de control real. De esta forma, durante la práctica, los alumnos tendrán que diseñar y probar un sistema de control y comparar los resultados con las simulaciones obtenidas en la práctica anterior. |
