AE038 Instrumentacion
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Intencin didctica
Es importante que el docente asocie en cada tema, aplicaciones del entorno industrial para desarrollar
en el estudiante la competencia de proponer soluciones a problemas del contexto analizando la
respuesta de los modos de control.
Tambin, aborda los contenidos generales para desarrollar la competencia de la asignatura reforzando o
fortaleciendo las competencias genricas.
En la primera parte se estudian los conceptos bsicos de la instrumentacin, la terminologa y
simbologa, incluyendo la normatividad de ISA y SAMA. Se busca comprender los fundamentos
bsicos de la instrumentacin, as como la interpretacin e identificacin de smbolos y normas
utilizadas en la industria.
En el segundo tema se examinan las variables de proceso como: presin, temperatura, caudal, nivel,
etc., as como los instrumentos utilizados en la deteccin de las mismas, analizando su funcionamiento
y clasificacin, para seleccionarlos, calibrarlos y emplearlos en los diferentes procesos industriales.
Con base en las caractersticas de la seal obtenida, se revisan los circuitos acondicionadores de seal
para sensores y transmisores empleados en el monitoreo y manipulacin de las seales medidas, a partir
de las variables fsicas de los procesos analizados.
En el tema tres se integran los temas correspondientes a actuadores elctricos, neumticos e hidrulicos
y los tipos de vlvulas utilizados en los procesos industriales.
Se sugiere que el docente aborde los tipos de actuadores referidos a la aplicacin de su rea, incluyendo
por ejemplo los diversos tipos de motores utilizados como actuadores en sistemas integrados de
instrumentacin.
En el cuarto tema se analiza la funcin de los diferentes modos de control para adecuar las variables
fsicas que integran los procesos productivos.
En el quinto tema se revisan los conceptos generales asociados con el control asistido por computadora,
donde utilice las herramientas computacionales para implementar instrumentos de medicin y control
digitales. Se sugiere emplear tarjetas de adquisicin de datos, software de aplicacin especfica e
interfaces para el monitoreo de seales.
Se sugiere una actividad integradora, que permita aplicar los conceptos estudiados en la
instrumentacin. Se propone desarrollar un proyecto final donde se apliquen las competencias previas y
las adquiridas en esta asignatura para el monitoreo y control supervisorio de un proceso industrial.
El enfoque sugerido para la materia requiere que las actividades prcticas promuevan el desarrollo de
habilidades para la experimentacin, tales como: identificacin, manejo y control de variables y datos
relevantes; planteamiento de hiptesis; trabajo en equipo; asimismo, propicien procesos intelectuales
como induccin-deduccin y anlisis-sntesis con la intencin de generar una actividad intelectual
compleja.
La solucin de problemas, la realizacin de prcticas de laboratorio y las visitas industriales desarrollan
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Reunin
Nacional
de
Seguimiento Curricular de las
Asignaturas Equivalentes del
SNIT.
4.Competencia(s) a desarrollar
Competencia especfica de la asignatura
Selecciona, aplica, calibra y opera los instrumentos de medicin y control para automatizar los
procesos industriales, mediante la configuracin y programacin adecuada de los mismos.
5. Competencias previas
Aplica los conceptos bsicos de las leyes y principios fundamentales como son ley de Coulomb,
Ley de ampere, Ley de Ohm, Ley de Faraday, para comprender sistemas sustentados en estas
leyes
Aplica los conocimientos bsicos de las diferentes variables fsicas como calor, flujo, presin y
temperatura para identificar los efectos en los procesos
Establece la funcin de transferencia y analogas entre sistemas fsicos para analizar la
respuesta del sistema
Identifica elementos de entrada y salida de sistemas de control en el dominio del tiempo para
anlisis y diseo de compensadores
Utiliza apropiadamente los instrumentos de medicin y prueba, para el anlisis de seales
Aplica los modos de control y sus combinaciones para sintonizar apropiadamente los
controladores
Aplica los fundamentos de la programacin visual, para interactuar con el software apropiado.
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6. Temario
No.
Temas
1
Introduccin a la
Instrumentacin
Actuadores
Controladores
Subtemas
1.1
Definiciones y conceptos
1.2
Clasificacin y caractersticas de los
instrumentos
1.3
Simbologa, Normas(SAMA, ISA) y
Sistema de Unidades
1.4
Principios generales para la seleccin
de la instrumentacin
1.5 Propagacin del error
2.1 Medicin de Presin
2.2 Medicin de Nivel y densidad
2.3 Medicin de flujo
2.4 Medicin de temperatura
2.5 Medicin de otras variables
2.6 Procedimiento para la calibracin
2.6.1 Consideraciones previas para la
calibracin.
2.6.2 Error
2.6.3 Incertidumbre
2.7 Criterios de seleccin
2.8 Acondicionamiento de seal
3.1 Actuadores elctricos
3.2 Actuadores neumticos
3.3 Actuadores hidrulicos
3.4 Tipos de vlvulas
3.5 Criterios de seleccin
3.7 Seales de mando para actuadores
4.1 Aplicaciones de Sistemas de Lazo Abierto y
Lazo Cerrado
4.2 Modos de Control aplicados en
instrumentacin:
4.2.1 On-Off.
4.2.2 Proporcional
4.2.3 Proporcional + Integral
4.2.4 Proporcional + Derivativo
4.2.5 Proporcional + Integral + Derivativo
4.3 Criterios para la Seleccin de un controlador
4.4 Sintonizacin de Controladores
4.5 Comunicacin del controlador con otros
instrumentos
5.1 Adquisicin de datos
5.2 Control supervisorio
5.3 Control digital
5.4 Control distribuido
5.5 Instrumentacin virtual
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Genricas:
Capacidad de abstraccin, anlisis y
sntesis
Capacidad de aplicar los conocimientos en
la prctica
Capacidad para organizar y planificar el
tiempo
Capacidad de comunicacin oral y escrita
Habilidades en el uso de las tecnologas de
la informacin y de la comunicacin.
Capacidad para identificar, plantear y
resolver problemas.
Habilidades interpersonales.
Capacidad de trabajo en equipo.
Habilidades para buscar, procesar y
analizar informacin procedente de fuentes
diversas
Habilidad para trabajar en forma
autnoma.
Preocupacin por la calidad
Actuadores
Competencias
Especifica(s):
Clasifica y selecciona los tipos de
actuadores en base a sus caractersticas para
utilizarlos en los procesos industriales.
Actividades de aprendizaje
Investigar tipos de actuadores y sus
caractersticas, as como su aplicacin en la
instrumentacin de procesos.
Exponer principios de operacin de
actuadores, tales como vlvulas, motores,
pistones, etc.
Seleccionar el tipo de actuador con respecto a
la aplicacin en el contexto industrial.
Realizar un cuadro sinptico gua para la
seleccin de actuadores neumticos e
hidrulicos.
Realizar una tabla de clasificacin y
caractersticas de vlvulas de control
incluyendo sus aplicaciones.
Identificar las partes constitutivas de los
actuadores y vlvulas.
Analizar la informacin proporcionada por
manuales de actuadores y vlvulas de
diversas marcas.
Seleccionar la vlvula adecuada a un proceso
del contexto real.
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Actividades de aprendizaje
Los tipos de control utilizados en la
instrumentacin de procesos.
Analizar los efectos de los modos de control
en un proceso industrial.
Seleccionar los modos de control adecuados
al tipo de proceso definido por el docente
dentro del contexto real.
Aplicar tcnicas de sintonizacin de
controladores para analizar el desempeo del
instrumento.
Analizar las caractersticas de controladores
de diversas marcas en los manuales del
proveedor.
Configurar y/o programar un controlador para
integrar un lazo de control.
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8.Prcticas
Identificacin fsica de instrumentos en el laboratorio.
Elaborar diagramas de procesos reales usando la simbologa normalizada. (DTIs)
Medicin de variables fsicas con los instrumentos del laboratorio.
Calibracin de instrumentos de medicin.
Comprobacin fsica de la caracterizacin de los instrumentos.
Sintonizacin de un controlador.
Implementar la funcin PID a travs de un circuito con amplificadores operacionales
Simulacin de un proceso mediante instrumentacin virtual.
Diseo de un lazo de control on-off y/o PID, integrando los instrumentos necesarios
10. Interconexin de instrumentos con tarjetas de adquisicin de datos
9. Proyecto de asignatura (Para fortalecer la(s) competencia(s) de la asignatura)
El objetivo del proyecto que plante el docente que imparta esta asignatura, es demostrar el desarrollo y
alcance de la(s) competencia(s) de la asignatura, considerando las siguientes fases:
Fundamentacin: marco referencial (terico, conceptual, contextual, legal) en el cual se
fundamenta el proyecto de acuerdo con un diagnstico realizado, mismo que permite a los
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Diagnstica, al inicio del curso, sin que se considere para la evaluacin sumativa.
Mapa conceptual
Rbrica
Lista de cotejo
Examen
Matriz de valoracin
Esquemas
Gua de observacin
Representaciones grficas o
esquemticas
Mapas mentales
Ensayos
Reportes de prcticas
Resmenes
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