Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
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sábado, 24 de noviembre de 2012
5.3- Impacto Social de la automatización
La economía en la actualidad esta regida por el sistema capitalista, el cual consiste básicamente en la explotación del hombre por el hombre, lo que nos ha demostrado que mientras más personas puedas explotar, mas riquezas podrás obtener.
Sin embargo los tiempos están cambiando, pues ahora se transforma esa doctrina y se empieza a sustituir la mano de obra humana, por máquinas, las cuales realizan en un mejor tiempo y con mayor calidad la producción que se llevaba anteriormente. Trayendo con esto consecuencias en el ámbito económico, que se ven repercutidas principalmente en la sociedad que ha sido reemplazada por esta cuestión.
La automatización es un proceso en el avance tecnológico indetenible, que va marcar un cambio en la evolución humana, pues anteriormente se realizaban algunos trabajos a mano, los cuales ya son sustituidos por máquinas, lo que hará a las presentes y futuras generaciones que tengan más conocimientos para poder trabajar, pues ahora no solo basta con saber leer y escribir para poder desempeñar el trabajo de secretario, sino el conocer de los funcionamientos de una computadora, para poder realizar más tareas, en un menor tiempo y poder ser económicamente productivos, etc.
Sin embargo los tiempos están cambiando, pues ahora se transforma esa doctrina y se empieza a sustituir la mano de obra humana, por máquinas, las cuales realizan en un mejor tiempo y con mayor calidad la producción que se llevaba anteriormente. Trayendo con esto consecuencias en el ámbito económico, que se ven repercutidas principalmente en la sociedad que ha sido reemplazada por esta cuestión.
La automatización es un proceso en el avance tecnológico indetenible, que va marcar un cambio en la evolución humana, pues anteriormente se realizaban algunos trabajos a mano, los cuales ya son sustituidos por máquinas, lo que hará a las presentes y futuras generaciones que tengan más conocimientos para poder trabajar, pues ahora no solo basta con saber leer y escribir para poder desempeñar el trabajo de secretario, sino el conocer de los funcionamientos de una computadora, para poder realizar más tareas, en un menor tiempo y poder ser económicamente productivos, etc.
5.2- Integracion con el medio ambiente
La sociedad contemporánea se enfrenta a nuevos retos relacionados con la gestión del
ambiente. Actualmente se sufren las consecuencias del proceso de industrialización acaecido en las
últimas décadas. La Unión Mexicana de Asociación de Ingenieros señala que el fenómeno del calentamiento global, ha puesto sobre la mesa de discusión la necesidad de analizar y evaluar el impacto que tienen los patrones de producción y consumo de energía, debido a la importancia que tienen los recursos fósiles en la oferta total de energía
ambiente. Actualmente se sufren las consecuencias del proceso de industrialización acaecido en las
últimas décadas. La Unión Mexicana de Asociación de Ingenieros señala que el fenómeno del calentamiento global, ha puesto sobre la mesa de discusión la necesidad de analizar y evaluar el impacto que tienen los patrones de producción y consumo de energía, debido a la importancia que tienen los recursos fósiles en la oferta total de energía
La Ingeniería Mecatrónica, en su actuación profesional, desarrolla las competencias para diseñar,
mantener y automatizar dispositivos y sistemas, a través de la integración de conocimientos y tecnologías de la mecánica, electrónica, eléctrica, control y sistemas computacionales. La cual contribuye a la transformación económica, social y ambiental de nuestra época. Es evidente la necesidad de contribuir desde la Ingeniería Mecatrónica para establecer políticas, estrategias de desarrollo sustentable y metodologías de evaluación de indicadores de sustentabilidad. Los profesionales de Ingeniería Mecatrónica deben ser los agentes directos responsables de este proceso deberían asumir mayor responsabilidad en la formación de un futuro sustentable. La Ingeniería Mecatrónica tiene una importante influencia en la sustentabilidad, al contribuir de una forma clara a la calidad de vida de las personas. La mayor parte de los proyectos y trabajos que realiza tienen como propósito fomentar la incorporación de criterios y estrategias
sustentables.
mantener y automatizar dispositivos y sistemas, a través de la integración de conocimientos y tecnologías de la mecánica, electrónica, eléctrica, control y sistemas computacionales. La cual contribuye a la transformación económica, social y ambiental de nuestra época. Es evidente la necesidad de contribuir desde la Ingeniería Mecatrónica para establecer políticas, estrategias de desarrollo sustentable y metodologías de evaluación de indicadores de sustentabilidad. Los profesionales de Ingeniería Mecatrónica deben ser los agentes directos responsables de este proceso deberían asumir mayor responsabilidad en la formación de un futuro sustentable. La Ingeniería Mecatrónica tiene una importante influencia en la sustentabilidad, al contribuir de una forma clara a la calidad de vida de las personas. La mayor parte de los proyectos y trabajos que realiza tienen como propósito fomentar la incorporación de criterios y estrategias
sustentables.
5.1- Código de ética profesional del ingeniero mexicano
CÓDIGO DE ÉTICA DEL INGENIERO MEXICANO.
El Ingeniero reconoce que el mayor mérito es el trabajo, por lo que ejercerá su profesión comprometido con el servicio de la sociedad mexicana, a tendiendo al bienestar y progreso de la mayoría.
Al transformar la naturaleza en beneficio de la humanidad, el Ingeniero debe acrecentar su conciencia de que el mundo es la morada del hombre y de que su interés por el universo es una garantía de la superación de su espíritu y del conocimiento de la realidad para hacerla más justa y feliz.
El Ingeniero debe rechazar los trabajos que tengan como fin atentar contra el interés general, de esta manera evitara situaciones que involucren peligro o constituyan una amenaza contra el medio ambiente, la vida, la salud y demás derechos del ser humano.
Es un deber ineludible del ingeniero sostener el prestigio de la profesión y velar por su cabal ejercicio; así mismo, mantener una actitud profesional amentada en la capacidad, la honradez, la fortaleza, la templanza, la modestia, la franqueza y la justicia, con la conciencia de subordinar el bienestar individual al bienestar social.
El Ingeniero debe procurar el perfeccionamiento constante de sus conocimientos, en particular de su profesión, divulgar su saber, compartir su experiencia, proveer oportunidades para la formación y capacitación de los trabajadores brindar reconocimiento, apoyo moral y material a la educación educativa donde realizo sus estudios de esta manera revertirá a la sociedad las oportunidades que ha recibido.
Es responsabilidad del Ingeniero que su trabajo se realice con eficiencia y apego a las disposiciones legales. En particular velara por el cumplimiento de las normas de protección a los trabajadores, establecidas en la legislación laboral mexicana.
En el ejercido de su profesión, el Ingeniero debe cumplir con diligencia los compromisos que haya asumido y desempeñara con dedicación y lealtad los trabajos que se le asignen, evitando anteponer sus intereses personales en la atención de los asuntos que se le encomienden, o coludirse para ejercer competencia desleal en perjuicio de quien reciba sus servicios.
Observara una conducta decorosa, tratando con respeto, diligencia, imparcialidad y rectitud, a las personas con las que tenga relación, particularmente a sus colaboradores, absteniéndose de incurrir en desviaciones o abuso de autoridad y de disponer o autorizar a un subordinado conductas ilícitas, así como de favorecer indebidamente a terceros.
Debe salvaguardar los intereses de la institución o personas para las que trabaje y hacer buen uso de los recursos que se le hayan asignado para el desempeño de sus labores.
Cumplirá con eficiencia que en ejercicio de sus atribuciones le dicten sus superiores jerárquicos, respetará y hará respetar su posición y trabajo; si discrepara de sus superiores tendrá la obligación de manifestar ante ellos las razones de su discrepancia.
CÓDIGO DE ÉTICA DEL INGENIERO MEXICANO.
El Ingeniero reconoce que el mayor mérito es el trabajo, por lo que ejercerá su profesión comprometido con el servicio de la sociedad mexicana, a tendiendo al bienestar y progreso de la mayoría.
Al transformar la naturaleza en beneficio de la humanidad, el Ingeniero debe acrecentar su conciencia de que el mundo es la morada del hombre y de que su interés por el universo es una garantía de la superación de su espíritu y del conocimiento de la realidad para hacerla más justa y feliz.
El Ingeniero debe rechazar los trabajos que tengan como fin atentar contra el interés general, de esta manera evitara situaciones que involucren peligro o constituyan una amenaza contra el medio ambiente, la vida, la salud y demás derechos del ser humano.
Es un deber ineludible del ingeniero sostener el prestigio de la profesión y velar por su cabal ejercicio; así mismo, mantener una actitud profesional amentada en la capacidad, la honradez, la fortaleza, la templanza, la modestia, la franqueza y la justicia, con la conciencia de subordinar el bienestar individual al bienestar social.
El Ingeniero debe procurar el perfeccionamiento constante de sus conocimientos, en particular de su profesión, divulgar su saber, compartir su experiencia, proveer oportunidades para la formación y capacitación de los trabajadores brindar reconocimiento, apoyo moral y material a la educación educativa donde realizo sus estudios de esta manera revertirá a la sociedad las oportunidades que ha recibido.
Es responsabilidad del Ingeniero que su trabajo se realice con eficiencia y apego a las disposiciones legales. En particular velara por el cumplimiento de las normas de protección a los trabajadores, establecidas en la legislación laboral mexicana.
En el ejercido de su profesión, el Ingeniero debe cumplir con diligencia los compromisos que haya asumido y desempeñara con dedicación y lealtad los trabajos que se le asignen, evitando anteponer sus intereses personales en la atención de los asuntos que se le encomienden, o coludirse para ejercer competencia desleal en perjuicio de quien reciba sus servicios.
Observara una conducta decorosa, tratando con respeto, diligencia, imparcialidad y rectitud, a las personas con las que tenga relación, particularmente a sus colaboradores, absteniéndose de incurrir en desviaciones o abuso de autoridad y de disponer o autorizar a un subordinado conductas ilícitas, así como de favorecer indebidamente a terceros.
Debe salvaguardar los intereses de la institución o personas para las que trabaje y hacer buen uso de los recursos que se le hayan asignado para el desempeño de sus labores.
Cumplirá con eficiencia que en ejercicio de sus atribuciones le dicten sus superiores jerárquicos, respetará y hará respetar su posición y trabajo; si discrepara de sus superiores tendrá la obligación de manifestar ante ellos las razones de su discrepancia.
Capítulo 4
4.1 Normas nacionales,4.2 internacionales.
1.¿Cuáles son los principios fundamentales de un ingeniero?
Ingenieros sostienen y avanzan la integridad, honor, y dignidad de la ingeniería como profesión, a través de:
* usar sus conocimientos y habilidades para mejorar el bienestar humano.
* ser honesto e imparcial, y servir con fidelidad al público, a sus empleados, y a sus clientes.
* luchar por aumentar el nivel de competencia y el prestigio de ingeniería como profesión.
* Apoyar las sociedades profesionales y técnicas de sus respectivas disciplinas.
2.Menciona Organismos de Normas:
International Standardization Organization (ISO)
* Comité Europeo de Normalización (CEN)
* Oficina de Armonización del Mercado Interior (OAMI) - Marcas, Dibujos y Modelos
* Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT)
* Comité Mercosur de Normalización
* American National Standards Institute (ANSI)
3.- ¿Cuáles son los dogmas fundamentales del código de ética del ingeniero?
Dogmas Fundamentales:
El ingeniero deberá de tener en alta prioridad la seguridad, la salud, y bienestar del público cuando ejecute sus funciones de ingeniero.
El ingeniero desarrollará trabajos y servicios solo en las áreas de sus competencia.
El ingeniero dará opiniones y dictámenes de una manera objetiva y veraz.
El ingeniero actuara, en asuntos profesionales para cada empleador o cliente, como un agente o encargado fiel, y evitará conflicto de intereses.
El ingeniero se asociará solo con personas y organizaciones de buena reputación.
El ingeniero continuará su desarrollo profesional a través de educación continua a lo largo de su profesión, y proveerá con oportunidades de desarrollo profesional a aquellos ingenieros bajo su supervisión
Legislación y Normatividad
¿Qué es una norma?
Una norma es un documento de aplicación voluntaria que contiene
especificaciones técnicas basadas en los resultados de la experiencia y del
desarrollo tecnológico. Las normas son el resultado del consenso entre todas las
partes interesadas e involucradas en la actividad que es objeto de ella. Además
deben de ser aprobadas por un organismo normalizador reconocido.
Las normas contienen en definitiva, criterios precisos que aseguran que los
materiales, productos, procesos y servicios están hechos con la calidad necesaria
para alcanzar sus objetivos. Contribuyen a hacer la vida más simple y a incrementar
la fiabilidad y efectividad de los bienes y servicios que utilizamos.
Ingenieros sostienen y avanzan la integridad, honor, y dignidad de la ingeniería como profesión, a través de:
* usar sus conocimientos y habilidades para mejorar el bienestar humano.
* ser honesto e imparcial, y servir con fidelidad al público, a sus empleados, y a sus clientes.
* luchar por aumentar el nivel de competencia y el prestigio de ingeniería como profesión.
* Apoyar las sociedades profesionales y técnicas de sus respectivas disciplinas.
2.Menciona Organismos de Normas:
International Standardization Organization (ISO)
* Comité Europeo de Normalización (CEN)
* Oficina de Armonización del Mercado Interior (OAMI) - Marcas, Dibujos y Modelos
* Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT)
* Comité Mercosur de Normalización
* American National Standards Institute (ANSI)
3.- ¿Cuáles son los dogmas fundamentales del código de ética del ingeniero?
Dogmas Fundamentales:
El ingeniero deberá de tener en alta prioridad la seguridad, la salud, y bienestar del público cuando ejecute sus funciones de ingeniero.
El ingeniero desarrollará trabajos y servicios solo en las áreas de sus competencia.
El ingeniero dará opiniones y dictámenes de una manera objetiva y veraz.
El ingeniero actuara, en asuntos profesionales para cada empleador o cliente, como un agente o encargado fiel, y evitará conflicto de intereses.
El ingeniero se asociará solo con personas y organizaciones de buena reputación.
El ingeniero continuará su desarrollo profesional a través de educación continua a lo largo de su profesión, y proveerá con oportunidades de desarrollo profesional a aquellos ingenieros bajo su supervisión
Legislación y Normatividad
¿Qué es una norma?
Una norma es un documento de aplicación voluntaria que contiene
especificaciones técnicas basadas en los resultados de la experiencia y del
desarrollo tecnológico. Las normas son el resultado del consenso entre todas las
partes interesadas e involucradas en la actividad que es objeto de ella. Además
deben de ser aprobadas por un organismo normalizador reconocido.
Las normas contienen en definitiva, criterios precisos que aseguran que los
materiales, productos, procesos y servicios están hechos con la calidad necesaria
para alcanzar sus objetivos. Contribuyen a hacer la vida más simple y a incrementar
la fiabilidad y efectividad de los bienes y servicios que utilizamos.
Existen en la actualidad normas sobre casi todo:
Fundamentales o básicas, de amplio alcance o con disposiciones generales en
un campo particular
De terminología, que se refieren a términos. Usualmente vienen acompañados por sus definiciones y, a veces, por notas explicativas, ilustraciones, ejemplos, etc.
De ensayo, que se refieren a métodos de ensayo, a veces complementadas con otras disposiciones relacionadas con los ensayos (muestreos, estadísticas, secuencias…)
TIPOS DE NORMAS
ASME (American Society of Mechanical Engineers)
Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos. Es una asociación profesional, que además ha generado un código de diseño, construcción, inspección y pruebas para equipos. Entre otros, calderas y recipientes a presión. Este código tiene aceptación mundial y es usado en todo el mundo. Hasta el 2006, ASME tiene 120,000 miembros
ISO (International Organization for Standardization),
La Organización Internacional para la Estandarización que nace después de la Segunda Guerra Mundial (fue creada el 23 de febrero de 1947), es el organismo encargado de promover el desarrollo de normas internacionales de fabricación, comercio y comunicación para todas las ramas industriales a excepción de la eléctrica y la electrónica. Su función principal es la de buscar la estandarización de normas de productos y seguridad para las empresas u organizaciones a nivel internacional.
La ISO es una red de los institutos de normas nacionales de 157 países, sobre la base de un miembro por país, con una Secretaría Central en Ginebra, Suiza, que coordina el sistema. La Organización Internacional de Normalización (ISO), con base en Ginebra, Suiza, está compuesta por delegaciones gubernamentales y no gubernamentales subdivididos en una serie de subcomités encargados de desarrollar las guías que contribuirán al mejoramiento ambiental
ISO 9000 es un conjunto de normas sobre calidad y gestión continua de calidad, establecidas por la Organización Internacional de Normalización (ISO). Se pueden aplicar en cualquier tipo de organización o actividad orientada a la producción de bienes o servicios. Las normas recogen tanto el contenido mínimo como las guías y herramientas específicas de implantación, como los métodos de auditoría. El ISO 9000 especifica la manera en que una organización, opera sus estándares de calidad, tiempos de entrega y niveles de servicio. Existen más de 20 elementos en los estándares de este ISO que se relacionan con la manera en que los sistemas operan.
Su implantación, aunque supone un duro trabajo, ofrece numerosas ventajas para las empresas, entre las que se cuentan con:
• Estandarizar las actividades del personal que trabaja dentro de la organización por medio de la documentación
• Incrementar la satisfacción del cliente
• Medir y monitorizar el desempeño de los procesos
• Disminuir re-procesos
• Incrementar la eficacia y/o eficiencia de la organización en el logro de sus objetivos
• Mejorar continuamente en los procesos, productos, eficacia, etc.
• Reducir las incidencias de producción o prestación de servicios
4.3 PATENTES
¿Qué es una patente?
Una patente es la certificación que el Gobierno de nuestro país otorga, tanto a personas físicas como morales, la cual les permite explotar exclusivamente invenciones que consistan en nuevos productos o procesos durante un plazo improrrogable de 20 años contados a partir de la presentación de la solicitud correspondiente.
¿Cuál es el organismo Mexicano encargado de la recepción, estudio y otorgamiento de patentes en nuestro país?
El Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI).
Qué beneficios se consiguen con la obtención de una patente?
Primero: La seguridad que la protección de la patente le ofrece al inventor, motiva su creatividad, toda vez que tiene la garantía que su actividad inventiva estará protegida durante 20 años y será el único en explotarla.
Segundo: Si la patente tiene buen éxito comercial o industrial, el inventor se beneficia con la o las licencias de explotación que decida otorgar a terceras personas, ya que sin la patente otorgada su actividad creativa sería poco remunerada y se expondría al plagio de sus ideas inventivas.
Tercero: Debido a que la actividad inventiva no es algo que tenga como fin guardarse o que el inventor la utilice para sí evitando su explotación industrial, el inventor siempre quiere dar a conocer, publicitar y explicar los beneficios que la invención conlleva, por lo que está expuesto a que sus ideas sean plagiadas, con la consecuencia gravísima de que si la invención no está patentada y el plagiario obtiene primero la patente el inventor se verá envuelto en acciones de tipo legal para adquirir o recuperar sus derechos, con los consabidos costos y tiempos perdidos.
Una patente es la certificación que el Gobierno de nuestro país otorga, tanto a personas físicas como morales, la cual les permite explotar exclusivamente invenciones que consistan en nuevos productos o procesos durante un plazo improrrogable de 20 años contados a partir de la presentación de la solicitud correspondiente.
¿Cuál es el organismo Mexicano encargado de la recepción, estudio y otorgamiento de patentes en nuestro país?
El Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI).
Qué beneficios se consiguen con la obtención de una patente?
Primero: La seguridad que la protección de la patente le ofrece al inventor, motiva su creatividad, toda vez que tiene la garantía que su actividad inventiva estará protegida durante 20 años y será el único en explotarla.
Segundo: Si la patente tiene buen éxito comercial o industrial, el inventor se beneficia con la o las licencias de explotación que decida otorgar a terceras personas, ya que sin la patente otorgada su actividad creativa sería poco remunerada y se expondría al plagio de sus ideas inventivas.
Tercero: Debido a que la actividad inventiva no es algo que tenga como fin guardarse o que el inventor la utilice para sí evitando su explotación industrial, el inventor siempre quiere dar a conocer, publicitar y explicar los beneficios que la invención conlleva, por lo que está expuesto a que sus ideas sean plagiadas, con la consecuencia gravísima de que si la invención no está patentada y el plagiario obtiene primero la patente el inventor se verá envuelto en acciones de tipo legal para adquirir o recuperar sus derechos, con los consabidos costos y tiempos perdidos.
3.3 Integración de componentes y dispositivos
Sistema de automatización o de control de procesos con un sistema de ingeniería y con al menos un componente de automatización para la integración en el sistema de automatización o de control de procesos, caracterizado · porque el sistema de ingeniería presenta un interfaz, a través del cual se acopla el componente de automatización al sistema de ingeniería y a través del cual se da a conocer el componente de automatización al sistema de ingeniería, · porque el componente de automatización pone su funcionalidad a la disposición del sistema de ingeniería a través del interfaz, y · porque el interfaz está previsto para la consulta de informaciones relevantes del sistema de ingeniería a través del componente de automatización.
3.2 Criterios de selección de componentes y dispositivos
Los componentes son dispositivos físicos, mientras que los dispositivos son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los componentes. De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas clasificaciones.
1.- Según su estructura física
Discretos: Son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores,etc.
Integrados: Forman conjuntos mas complejos.
2.- Según el material base de fabricación
Semiconductores - No semiconductores.
3.- Según su funcionamiento
Activos- Pasivos.
4.- Según su tipo de energía
Los componentes son dispositivos físicos, mientras que los dispositivos son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los componentes. De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas clasificaciones.
1.- Según su estructura física
Discretos: Son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores,etc.
Integrados: Forman conjuntos mas complejos.
2.- Según el material base de fabricación
Semiconductores - No semiconductores.
3.- Según su funcionamiento
Activos- Pasivos.
4.- Según su tipo de energía
3.1 Metodología para la solución de problemas de la ingeniería
La metodología general para la solución de problemas en la ingeniería, consta de seis pasos:
1. Definición del problema
2. Análisis de la solución
3. Diseño de la solución y Ejecución
4. Prueba y Depuración
5. Documentación
6. Mantenimiento.
Definición del problema
Es el enunciado del problema, el cual debe ser claro y completo. Es fundamental conocer y delimitar por completo el problema, saber que es lo se desea realizar, mientras esto no se conozca del todo, no tiene caso continuar con el siguiente paso.
Análisis de la solución
Consiste en establecer una serie de preguntas acerca de lo que establece el problema, para poder determinar si se cuenta con los elementos suficientes para llevar a cabo la solución del mismo, algunas preguntas son:
¿Con qué cuento?
Cuáles son los datos con los que se va a iniciar el proceso y si los datos con los que cuento son suficientes para dar solución al problema.
¿Qué hago con esos datos?
Una vez que tenemos todos los datos que necesitamos, debemos determinar que hacer con ellos, es decir que fórmula, cálculos, que proceso o transformación deben seguir los datos para convertirse en resultados.
¿Qué se espera obtener?
Que información deseamos obtener con el proceso de datos y de que forma presentarla; en caso de la información obtenida no sea la deseada replantear nuevamente un análisis en los puntos anteriores.
Diseño de la solución Y Ejecución
Una vez definido y analizado el problema, se procede a la creación del algoritmo (Diagrama de flujo) en el cual se da la serie de pasos ordenados que nos proporcione los pasos que seguiremos es una forma explícita de visualizar la solución del problema.
La Ejecución es realizar lo planeado, ya sean los cálculos pertinentes y demás acciones que conllevan resolver el problema.
Prueba y Depuración
Prueba es el proceso de identificar los errores que se presenten durante la ejecución de la solución. La Depuración son los correctivos que se deben tomar, para eliminar los errores que se hayan detectado durante la prueba, para dar paso a una solución adecuada y sin errores. .
Documentación
Es la guía o comunicación escrita que sirve para registrar toda la información que registra los datos del problema y el como fue solucionado,es conocida como Manual Técnico,
Mantenimiento
Se lleva a cabo después que se ha estado trabajando un tiempo, y se detecta que es necesario hacer un cambio, ajuste y/o complementación a la solución original para que siga trabajando de manera correcta. Para realizar esta función, el problema debe estar debida mente documentado, lo cual facilitará la tarea.
1. Definición del problema
2. Análisis de la solución
3. Diseño de la solución y Ejecución
4. Prueba y Depuración
5. Documentación
6. Mantenimiento.
Definición del problema
Es el enunciado del problema, el cual debe ser claro y completo. Es fundamental conocer y delimitar por completo el problema, saber que es lo se desea realizar, mientras esto no se conozca del todo, no tiene caso continuar con el siguiente paso.
Análisis de la solución
Consiste en establecer una serie de preguntas acerca de lo que establece el problema, para poder determinar si se cuenta con los elementos suficientes para llevar a cabo la solución del mismo, algunas preguntas son:
¿Con qué cuento?
Cuáles son los datos con los que se va a iniciar el proceso y si los datos con los que cuento son suficientes para dar solución al problema.
¿Qué hago con esos datos?
Una vez que tenemos todos los datos que necesitamos, debemos determinar que hacer con ellos, es decir que fórmula, cálculos, que proceso o transformación deben seguir los datos para convertirse en resultados.
¿Qué se espera obtener?
Que información deseamos obtener con el proceso de datos y de que forma presentarla; en caso de la información obtenida no sea la deseada replantear nuevamente un análisis en los puntos anteriores.
Diseño de la solución Y Ejecución
Una vez definido y analizado el problema, se procede a la creación del algoritmo (Diagrama de flujo) en el cual se da la serie de pasos ordenados que nos proporcione los pasos que seguiremos es una forma explícita de visualizar la solución del problema.
La Ejecución es realizar lo planeado, ya sean los cálculos pertinentes y demás acciones que conllevan resolver el problema.
Prueba y Depuración
Prueba es el proceso de identificar los errores que se presenten durante la ejecución de la solución. La Depuración son los correctivos que se deben tomar, para eliminar los errores que se hayan detectado durante la prueba, para dar paso a una solución adecuada y sin errores. .
Documentación
Es la guía o comunicación escrita que sirve para registrar toda la información que registra los datos del problema y el como fue solucionado,es conocida como Manual Técnico,
Mantenimiento
Se lleva a cabo después que se ha estado trabajando un tiempo, y se detecta que es necesario hacer un cambio, ajuste y/o complementación a la solución original para que siga trabajando de manera correcta. Para realizar esta función, el problema debe estar debida mente documentado, lo cual facilitará la tarea.
2.6 Controladores programables (PLC)
Básicamente un controlador programable esta construido en forma modular, teniendo usualmente un procesador central, módulos de entrada/salida (E/S, input / output), fuentes de poder y otros accesorios.
Debido a la estructura modular de los PLC, en general pueden distinguirse en él los siguientes subsistemas:
Procesador central
Módulo de E/S
Interfaz con el operador y otros periféricos
Comunicaciones
https://www.youtube.com/watch?v=vjms13MwBZk
Un Controlador Lógico Programable (PLC) es un dispositivo de estado sólido, basado en microprocesadores, que permite el control secuencial en tiempo real de una maquina o proceso. Un PLC incluye módulos de entrada/salida de tipo digital y análogo, y memoria para el almacenamiento de instrucciones, destinadas a realizar funciones especificas tales como lógica secuencial, procesamiento aritmético y control análogo.
ESTRUCTURA BÁSICA DE UN PLC.
Estructura externa
Todos los controladores programables, poseen una de las siguientes estructuras:
Compacta: en un solo bloque están todos lo elementos.
Modular:
Estructura americana: separa las E/S del resto del programador.
Estructura europea: cada módulo es una función (fuente de alimentación, CPU, E/S, etc.).
Exteriormente nos encontraremos con cajas que contienen una de estas estructuras, las cuales poseen indicadores y conectores en función del modelo y fabricante.
Para el caso de una estructura modular se dispone de la posibilidad de fijar los distintos módulos en relés normalizados, para que el conjunto sea compacto y resistente. Los micro-controladores suelen venir sin caja, en formato kit, ya que su empleo no es determinado y se suele incluir dentro de un conjunto más grande de control o dentro de la misma maquinaria que se debe controlar.
Estructura internaEstructura externa
Todos los controladores programables, poseen una de las siguientes estructuras:
Compacta: en un solo bloque están todos lo elementos.
Modular:
Estructura americana: separa las E/S del resto del programador.
Estructura europea: cada módulo es una función (fuente de alimentación, CPU, E/S, etc.).
Exteriormente nos encontraremos con cajas que contienen una de estas estructuras, las cuales poseen indicadores y conectores en función del modelo y fabricante.
Para el caso de una estructura modular se dispone de la posibilidad de fijar los distintos módulos en relés normalizados, para que el conjunto sea compacto y resistente. Los micro-controladores suelen venir sin caja, en formato kit, ya que su empleo no es determinado y se suele incluir dentro de un conjunto más grande de control o dentro de la misma maquinaria que se debe controlar.
Básicamente un controlador programable esta construido en forma modular, teniendo usualmente un procesador central, módulos de entrada/salida (E/S, input / output), fuentes de poder y otros accesorios.
Debido a la estructura modular de los PLC, en general pueden distinguirse en él los siguientes subsistemas:
Procesador central
Módulo de E/S
Interfaz con el operador y otros periféricos
Comunicaciones
https://www.youtube.com/watch?v=vjms13MwBZk
2.5 Microprocesadores
Un microprocesador es un circuito digital generalmente bastante complejo que realiza procesamiento de datos, las operaciones que se llevan a cabo durante dicho procesamiento son controladas por lo que se denomina un programa, este último, es el que le indica al microprocesador exactamente que es lo que tiene que hacer, por ejemplo, leer un dato de un teclado y mandarlo a una pantalla de cristal liquido o
tomar dos valores de la memoria, sumarlos y poner este resultado en la misma.
Los microprocesadores han cambiaron la forma en las que se realizaban las operaciones de tratamiento de información, y desde que aparecieron en los años 70 no han dejado de evolucionar, el primer microprocesador fue el 4004 desarrollado por Intel el cual era muy limitado pues sólo sumaba y restaba datos de 4 bits.
El 4004 fue el microprocesador que le dio vida a una de las primeras calculadoras electrónicas. Intel lanzo
posteriormente, en 1971 el 8008, el que sería el primer microprocesador de 8 bits, luego en 1973 saca al mercado el 8080, microprocesador que se utilizaría en la construcción de las primeras computadoras para el hogar, el aspecto físico de este procesador se muestra en la figura . Unos años después, en 1978, Intel lanzó el famoso 8086 y un año y medio más tarde el 8088 con los cuales se puso en el mercadoel IBM PC que apareció en 1982.
http://www.youtube.com/watch?v=8Uk3wwfxNMA
http://www.youtube.com/watch?v=W9f0_ptrVhg
Un microprocesador es un circuito digital generalmente bastante complejo que realiza procesamiento de datos, las operaciones que se llevan a cabo durante dicho procesamiento son controladas por lo que se denomina un programa, este último, es el que le indica al microprocesador exactamente que es lo que tiene que hacer, por ejemplo, leer un dato de un teclado y mandarlo a una pantalla de cristal liquido o
tomar dos valores de la memoria, sumarlos y poner este resultado en la misma.
Los microprocesadores han cambiaron la forma en las que se realizaban las operaciones de tratamiento de información, y desde que aparecieron en los años 70 no han dejado de evolucionar, el primer microprocesador fue el 4004 desarrollado por Intel el cual era muy limitado pues sólo sumaba y restaba datos de 4 bits.
El 4004 fue el microprocesador que le dio vida a una de las primeras calculadoras electrónicas. Intel lanzo
posteriormente, en 1971 el 8008, el que sería el primer microprocesador de 8 bits, luego en 1973 saca al mercado el 8080, microprocesador que se utilizaría en la construcción de las primeras computadoras para el hogar, el aspecto físico de este procesador se muestra en la figura . Unos años después, en 1978, Intel lanzó el famoso 8086 y un año y medio más tarde el 8088 con los cuales se puso en el mercadoel IBM PC que apareció en 1982.
http://www.youtube.com/watch?v=8Uk3wwfxNMA
http://www.youtube.com/watch?v=W9f0_ptrVhg
2.4 Modelado de sistemas básicos
¿Que es un Modelo?
Representación esquemática o conceptual de un fenómeno, que representa una teoría o hipótesis de cómo dicho fenómeno funciona. Los modelos normalmente describen, explican y predicen el comportamiento de un fenómeno natural o componentes del mismo.
Descripción simplificada y práctica del funcionamiento de algo.
Es una vista de un sistema del mundo real, es decir, una abstracción de dicho sistema considerando un cierto propósito. Así, el modelo describe completamente aquellos aspectos del sistema que son relevantes al propósito del modelo y a un apropiado nivel de detalle.
Un modelo representa a un Sistema de Software desde una perspectiva específica. Al igual que la planta y el alzado de una figura en dibujo técnico nos muestran la misma figura vista desde distintos ángulos, cada modelo nos permite fijarnos en un aspecto distinto del sistema.
¿Que es un Modelo?
Representación esquemática o conceptual de un fenómeno, que representa una teoría o hipótesis de cómo dicho fenómeno funciona. Los modelos normalmente describen, explican y predicen el comportamiento de un fenómeno natural o componentes del mismo.
Descripción simplificada y práctica del funcionamiento de algo.
Es una vista de un sistema del mundo real, es decir, una abstracción de dicho sistema considerando un cierto propósito. Así, el modelo describe completamente aquellos aspectos del sistema que son relevantes al propósito del modelo y a un apropiado nivel de detalle.
Un modelo representa a un Sistema de Software desde una perspectiva específica. Al igual que la planta y el alzado de una figura en dibujo técnico nos muestran la misma figura vista desde distintos ángulos, cada modelo nos permite fijarnos en un aspecto distinto del sistema.
2.3 Sistemas de actuación (mecánicos, electricos, neumaticos e hidraulicos)
Sistemas de actuación mecanica
Los actuadores mecánicos son dispositivos que transforman el movimiento rotativo a la entrada, en un movimiento lineal en la salida. Son aplicables para los campos donde se requieran movimientos lineales tales como elevación, traslación y posicionamiento lineal.
Algunas de las ventajas que nos ofrecen los actuadores mecánicos son: Alta fiabilidad, simplicidad de utilización, mínima manutención, seguridad y precisión de posicionamiento; irreversivilidad según el modelo de aplicación, sincronismo de movimiento.
Dentro del campo de los actuadores mecánicos encontramos dos tipos de movimiento:
A) Actuadores mecánicos/lineales con husillo traslante (Serie ST, M tipo1) (B2 tipo1)
B) Actuadores mecánicos/lineales con husillo rotante. (Serie SR, Serie M tipo2) (Serie BL tipo2)
PMZ Comatrans, S.A. tiene la exclusividad de ofrecer los 2 posibles sistemas de actuación mecánica:
- Actuadores mecánicos sin fin corona; (Series M/ST y SR)
( Aplicaciones standard- donde se precise precisión de parada, irreversibilidad.
- Actuadores mecánicos engranajes cónicos: aplicaciones para altas cargas y alta velocidad de traslación o rotación.
Sistema de actuación eléctrica
Sistemas Eléctricos
Los sistemas eléctricos qué se emplean como actuadores de control deberán tenerse en cuenta
en los siguientes dispositivos y sistemas:
1.Dispositivos de conmutación, como son los interruptores mecánicos y los interruptores de
estado sólido, en los que la señal de control enciende o apaga un dispositivo eléctrico, por
ejemplo, un calentador o un motor.
2.Dispositivos tipo solenoide, en los cuales una corriente que pasa por un solenoide acciona
un núcleo de hierro dulce, por ejemplo, una válvula hidráulica/neumática operada por
solenoides donde la corriente de control pasa por el solenoide que se utiliza para regular
el flujo hidráulico/neumático.
3.Sistemas motrices, por ejemplo, motores de CA y CD, en los cuales la corriente produce
una rotación.
Interruptores Mecánicos
Los interruptores mecánicos son elementos que con frecuencia se usan como sensores para
producir y enviar entradas a diversos sistemas, por ejemplo, un teclado.
El relevador electrónico es un ejemplo de interruptor mecánico que los sistemas de control se
usaron como actuador.
Relevadores
El relevador electrónico responde a las señales de control mediante una sencilla acción de on/off
al circular una corriente por un embobinado de alambre se produce un campo magnético y atrae
un brazo movible que es la armadura, la cual produce la apertura o cierre de los contactos.
La secuencia de operaciones es la siguiente:
1.Al cierre del interruptor de arranque, la corriente se aplica a los solenoides A y B, con lo
que tanto A como B se extienden, es decir, A+ y B+
2.Los sensores de final de carrera a+ b+ se cierran al cierre de A+ fluye una corriente por el
devanado del relevador 1, el cual cierra sus contactos y suministra al solenoide C con lo
que este se extiende es decir C+
3.Debido a esta extensión el sensor de carrera c+ se cierra y se suministra corriente para
encender las válvulas de control A y B, lo que provoca la rotación de los cilindros A y B, es
decir A- y B-.
4.Al cerrar el sensor a- pasa una corriente por el devanado del relevador los contactos de
este se cierran y suministra corriente a la válvula C y el cilindro se retrae C-
5.Las secuencias que se obtienen de este sistema en forma simultanea A+B+C+ seguidas de
A- B- y al final C- .
Los relevadores de retardo son relevadores de control y su acción de conmutación se produce con
un retardo, que por lo general es ajustable y se inicia al pasar una corriente por el devanado del
relevador o como cuando deja de pasar por este.
Para realizar la conmutación electrónica de los circuitos se utilizan diversos dispositivos de estado
sólido entre estos figuran.
1.Diodos
2.Tiristores y Treacs
3.Transistores Bipolares
4.MOSFETs de potencia
Diodos
Un diodo permite el paso de una cantidad significativos de corriente solo en una dirección de ahí
que el diodo se considera como un elemento direccional que permite el paso de corriente solo
cuando su polarización es directa es decir, si el ánodo es positivo respecto del cátodo si el diodo
tiene una polarización es inversa suficiente es decir un voltaje muy alto causa una rotura
Tiristores y Triacs
El tiristor es un diodo con una compuerta que controla las condiciones en las que se activa.
El Triac (Tiristor bidireccional) es similar al tiristor y equivale a un par de tiristores.
Transistores Bipolares
Existen dos tipos de transistores bipolares NPN y PNP.
En el NPN la corriente principal entra por el colector y sale por el emisor y en la base se aplica una
señal de control. En el transistor PNP la corriente principal entra por el emisor y sale por el
colector y en la base se aplica una señal de control.
La conmutación de transistor bipolar se realiza mediante corrientes de base por lo que existe la
posibilidad de utilizar frecuencia de conmutación mayor que en los tiristores.
Su capacidad es menor que los tiristores.
MOSFETs
Existen dos tipos de MOSFETs (transistores de efecto de campo de óxido metálico) de canal m y p.
La principal diferencia en el uso de MOSFETs para conmutación y un transistor bipolar para el
mismo propósito es que no entra corriente a la compuerta para lograr dicho control el voltaje de
compuerta es la señal controladora. Por lo tanto, los circuitos de excitación se simplifican dado
que no es necesario ocuparse de la magnitud de la corriente. Con los MOSFETs son posibles las
conmutaciones a muy altas frecuencia, de hasta 1MHz; la interconexión con un microprocesador
es mucho más sencilla que con transistores bipolares.
Los solenoides
Los solenoides se pueden usar como actuadores operados eléctricamente. Las válvulas de
solenoide son un ejemplo de estos dispositivos y se utilizan para controlar el flujo en sistemas
hidráulicos o neumáticos. Cuando una corriente pasa por el devanado un núcleo de hierro dulce es
atraído hacia dicho devanado y, al hacerlo abre o cierra puertas que controlan el flujo de un fluido.
Motores de CD
Los motores eléctricos con frecuencia se emplean como elemento de control final en los sistemas
de control por posición o de velocidad. Los motores se pueden clasificar en 2 categorías
principales:Motores CD Motores CA
Los principios básicos de un motor:
1.Cuando en un campo magnético una corriente pasa por conductor se ejerce una fuerza
sobre el conductor.
2.Cuando un conductor se desplaza dentro de un campo magnético sobre él se induce una
f.e.m.
Principios Básicos
El principio básico de un motor de CD una espiral de alambre que gira de manera libre en medio
del campo de un imán permanente cuando por el devanado pasa una corriente las fuerzas
resultantes ejercidas en su lado y en ángulo recto provocan fuerza que actúan a cada lado
produciendo una rotación.
En un motor de CD los devanados se montan en las ranuras de un cilindro de material magnético
conocido como armadura. La armadura está montada en cojinetes y puede girar. Esta se monta en
el campo magnético producido por los polos de campo que pueden ser en pequeños motores por
ejemplo imanes permanentes o electroimanes que se obtienen médiate una corriente que circula
en los devanados de campo.
Motor de CD
de imán permanente
Considere el caso de un motor de CD con un imán permanente que tiene una densidad de flujo de
valor constante. Para un conductor de armadura L y una corriente i la fuerza producida por una
densidad de flujo magnético de B perpendicular el conductor elBiL.
Sistemas hidráulicos
Un sistema hidráulico contiene y confina un líquido de manera que el mismo usa las leyes que gobiernan los líquidos para transmitir potencia y desarrollar trabajo. Vemos aquí algunos sistemas básicos y tratamos componentes de un sistema hidráulico que almacenan y acondicionan el fluido. El reservorio de aceite (sumidero y tanque) usualmente sirve para depósito y acondicionador del fluido. Los filtros, reguladores y conexiones magnéticas acondicionan el fluido al quitar impurezas extrañas que podrían obstruir los pasajes y dañar las partes. Los intercambiadores de calor o enfriadores son usados para mantener la temperatura del aceite dentro de los límites aceptables de seguridad y evitar el deterioro del aceite. Los acumuladores, a pesar de ser técnicamente fuentes de energía almacenada, actúan como almacenes de fluido.
Sistemas de actuación mecanica
Los actuadores mecánicos son dispositivos que transforman el movimiento rotativo a la entrada, en un movimiento lineal en la salida. Son aplicables para los campos donde se requieran movimientos lineales tales como elevación, traslación y posicionamiento lineal.
Algunas de las ventajas que nos ofrecen los actuadores mecánicos son: Alta fiabilidad, simplicidad de utilización, mínima manutención, seguridad y precisión de posicionamiento; irreversivilidad según el modelo de aplicación, sincronismo de movimiento.
Dentro del campo de los actuadores mecánicos encontramos dos tipos de movimiento:
A) Actuadores mecánicos/lineales con husillo traslante (Serie ST, M tipo1) (B2 tipo1)
B) Actuadores mecánicos/lineales con husillo rotante. (Serie SR, Serie M tipo2) (Serie BL tipo2)
PMZ Comatrans, S.A. tiene la exclusividad de ofrecer los 2 posibles sistemas de actuación mecánica:
- Actuadores mecánicos sin fin corona; (Series M/ST y SR)
( Aplicaciones standard- donde se precise precisión de parada, irreversibilidad.
- Actuadores mecánicos engranajes cónicos: aplicaciones para altas cargas y alta velocidad de traslación o rotación.
Sistema de actuación eléctrica
Sistemas Eléctricos
Los sistemas eléctricos qué se emplean como actuadores de control deberán tenerse en cuenta
en los siguientes dispositivos y sistemas:
1.Dispositivos de conmutación, como son los interruptores mecánicos y los interruptores de
estado sólido, en los que la señal de control enciende o apaga un dispositivo eléctrico, por
ejemplo, un calentador o un motor.
2.Dispositivos tipo solenoide, en los cuales una corriente que pasa por un solenoide acciona
un núcleo de hierro dulce, por ejemplo, una válvula hidráulica/neumática operada por
solenoides donde la corriente de control pasa por el solenoide que se utiliza para regular
el flujo hidráulico/neumático.
3.Sistemas motrices, por ejemplo, motores de CA y CD, en los cuales la corriente produce
una rotación.
Interruptores Mecánicos
Los interruptores mecánicos son elementos que con frecuencia se usan como sensores para
producir y enviar entradas a diversos sistemas, por ejemplo, un teclado.
El relevador electrónico es un ejemplo de interruptor mecánico que los sistemas de control se
usaron como actuador.
Relevadores
El relevador electrónico responde a las señales de control mediante una sencilla acción de on/off
al circular una corriente por un embobinado de alambre se produce un campo magnético y atrae
un brazo movible que es la armadura, la cual produce la apertura o cierre de los contactos.
La secuencia de operaciones es la siguiente:
1.Al cierre del interruptor de arranque, la corriente se aplica a los solenoides A y B, con lo
que tanto A como B se extienden, es decir, A+ y B+
2.Los sensores de final de carrera a+ b+ se cierran al cierre de A+ fluye una corriente por el
devanado del relevador 1, el cual cierra sus contactos y suministra al solenoide C con lo
que este se extiende es decir C+
3.Debido a esta extensión el sensor de carrera c+ se cierra y se suministra corriente para
encender las válvulas de control A y B, lo que provoca la rotación de los cilindros A y B, es
decir A- y B-.
4.Al cerrar el sensor a- pasa una corriente por el devanado del relevador los contactos de
este se cierran y suministra corriente a la válvula C y el cilindro se retrae C-
5.Las secuencias que se obtienen de este sistema en forma simultanea A+B+C+ seguidas de
A- B- y al final C- .
Los relevadores de retardo son relevadores de control y su acción de conmutación se produce con
un retardo, que por lo general es ajustable y se inicia al pasar una corriente por el devanado del
relevador o como cuando deja de pasar por este.
Para realizar la conmutación electrónica de los circuitos se utilizan diversos dispositivos de estado
sólido entre estos figuran.
1.Diodos
2.Tiristores y Treacs
3.Transistores Bipolares
4.MOSFETs de potencia
Diodos
Un diodo permite el paso de una cantidad significativos de corriente solo en una dirección de ahí
que el diodo se considera como un elemento direccional que permite el paso de corriente solo
cuando su polarización es directa es decir, si el ánodo es positivo respecto del cátodo si el diodo
tiene una polarización es inversa suficiente es decir un voltaje muy alto causa una rotura
Tiristores y Triacs
El tiristor es un diodo con una compuerta que controla las condiciones en las que se activa.
El Triac (Tiristor bidireccional) es similar al tiristor y equivale a un par de tiristores.
Transistores Bipolares
Existen dos tipos de transistores bipolares NPN y PNP.
En el NPN la corriente principal entra por el colector y sale por el emisor y en la base se aplica una
señal de control. En el transistor PNP la corriente principal entra por el emisor y sale por el
colector y en la base se aplica una señal de control.
La conmutación de transistor bipolar se realiza mediante corrientes de base por lo que existe la
posibilidad de utilizar frecuencia de conmutación mayor que en los tiristores.
Su capacidad es menor que los tiristores.
MOSFETs
Existen dos tipos de MOSFETs (transistores de efecto de campo de óxido metálico) de canal m y p.
La principal diferencia en el uso de MOSFETs para conmutación y un transistor bipolar para el
mismo propósito es que no entra corriente a la compuerta para lograr dicho control el voltaje de
compuerta es la señal controladora. Por lo tanto, los circuitos de excitación se simplifican dado
que no es necesario ocuparse de la magnitud de la corriente. Con los MOSFETs son posibles las
conmutaciones a muy altas frecuencia, de hasta 1MHz; la interconexión con un microprocesador
es mucho más sencilla que con transistores bipolares.
Los solenoides
Los solenoides se pueden usar como actuadores operados eléctricamente. Las válvulas de
solenoide son un ejemplo de estos dispositivos y se utilizan para controlar el flujo en sistemas
hidráulicos o neumáticos. Cuando una corriente pasa por el devanado un núcleo de hierro dulce es
atraído hacia dicho devanado y, al hacerlo abre o cierra puertas que controlan el flujo de un fluido.
Motores de CD
Los motores eléctricos con frecuencia se emplean como elemento de control final en los sistemas
de control por posición o de velocidad. Los motores se pueden clasificar en 2 categorías
principales:Motores CD Motores CA
Los principios básicos de un motor:
1.Cuando en un campo magnético una corriente pasa por conductor se ejerce una fuerza
sobre el conductor.
2.Cuando un conductor se desplaza dentro de un campo magnético sobre él se induce una
f.e.m.
Principios Básicos
El principio básico de un motor de CD una espiral de alambre que gira de manera libre en medio
del campo de un imán permanente cuando por el devanado pasa una corriente las fuerzas
resultantes ejercidas en su lado y en ángulo recto provocan fuerza que actúan a cada lado
produciendo una rotación.
En un motor de CD los devanados se montan en las ranuras de un cilindro de material magnético
conocido como armadura. La armadura está montada en cojinetes y puede girar. Esta se monta en
el campo magnético producido por los polos de campo que pueden ser en pequeños motores por
ejemplo imanes permanentes o electroimanes que se obtienen médiate una corriente que circula
en los devanados de campo.
Motor de CD
de imán permanente
Considere el caso de un motor de CD con un imán permanente que tiene una densidad de flujo de
valor constante. Para un conductor de armadura L y una corriente i la fuerza producida por una
densidad de flujo magnético de B perpendicular el conductor elBiL.
Sistemas hidráulicos
Un sistema hidráulico contiene y confina un líquido de manera que el mismo usa las leyes que gobiernan los líquidos para transmitir potencia y desarrollar trabajo. Vemos aquí algunos sistemas básicos y tratamos componentes de un sistema hidráulico que almacenan y acondicionan el fluido. El reservorio de aceite (sumidero y tanque) usualmente sirve para depósito y acondicionador del fluido. Los filtros, reguladores y conexiones magnéticas acondicionan el fluido al quitar impurezas extrañas que podrían obstruir los pasajes y dañar las partes. Los intercambiadores de calor o enfriadores son usados para mantener la temperatura del aceite dentro de los límites aceptables de seguridad y evitar el deterioro del aceite. Los acumuladores, a pesar de ser técnicamente fuentes de energía almacenada, actúan como almacenes de fluido.
2.2 Acondicionamiento de señales
Cada aplicación de medida en la industria hace uso de múltiples sensores cuya salida eléctrica depende de factores varios como el rango de temperatura de trabajo, la frecuencia de respuesta, precisiones requeridas, etc. La mayoría de estos sensores necesita un sistema capaz de acondicionar la señal antes que esta sea registrada por un sistema de adquisición de datos.
El acondicionamiento de señal previo a la adquisición de los datos supone la linealización de la señal, el filtrado de la misma, la amplificación de la salida eléctrica, etc. Dependiendo del tipo de sensor en uso y de la tecnología del mismo deberemos enfocarnos en una u otra solución.
Desde Alava Ingenieros proponemos acondicionadores de señal para cualquier tipo de sensor de medida, definiendo la mejor solución desde el punto de vista tecnológico y económico para cada aplicación.
Cada aplicación de medida en la industria hace uso de múltiples sensores cuya salida eléctrica depende de factores varios como el rango de temperatura de trabajo, la frecuencia de respuesta, precisiones requeridas, etc. La mayoría de estos sensores necesita un sistema capaz de acondicionar la señal antes que esta sea registrada por un sistema de adquisición de datos.
El acondicionamiento de señal previo a la adquisición de los datos supone la linealización de la señal, el filtrado de la misma, la amplificación de la salida eléctrica, etc. Dependiendo del tipo de sensor en uso y de la tecnología del mismo deberemos enfocarnos en una u otra solución.
Desde Alava Ingenieros proponemos acondicionadores de señal para cualquier tipo de sensor de medida, definiendo la mejor solución desde el punto de vista tecnológico y económico para cada aplicación.
2.1 Sensores y transductores
Los conceptos de sensores y transductores, son aplicables a diferentes campos de la Tecnolgía. Mientras que el concepto de sensor está más ligado a la robótica el de transductor está más ligado a la regulación automática. En general, son componentes electrónicos capaces de transformar señales de tipo físico en señales de tipo elécrico que puedan ser procesadas mediante algún tipo de circuito electrónico analógico o digital permitiendo de esta manera dar respuesta a estímulos externos. Aunque se les ha incluido en una lección, se podrían estudiar como componentes electrónicos o como componentes de los sistemas de control en el tema de control y robótica.
¿Qué es un Transductor?
Un transductor es un dispositivo que transforma un tipo de variable física (por ejemplo, fuerza, presión, temperatura, velocidad, etc.) en otro.
Un sensor es un transductor que se utiliza para medir una variable física de interés. Algunos de los sensores y transductores utilizados con más frecuencia son los calibradores de tensión (utilizados para medir la fuerza y la presión), los termopares (temperaturas), los velocímetros (velocidad).
Cualquier sensor o transductor necesita esta calibrado para ser útil como dispositivos de medida. La calibración es el procedimiento mediante el cual se establece la relación entre la variable medida y la señal de salida convertida.
Los transductores y los sensores pueden clasificarse en dos tipos básicos, dependiendo de la forma de la señal convertida.
Los dos tipos son:
Transductores analógicos
Transductores digitales
Los transductores analógicos proporcionan una señal analógica continua, por ejemplo voltaje o corriente eléctrica. Esta señal puede ser tomada como el valor de la variable física que se mide.
Los transductores digitales producen una señal de salida digital, en la forma de un conjunto de bits de estado en paralelo o formando una serie de pulsaciones que pueden ser contadas. En una u otra forma, las señales digitales representan el valor de la variable medida. Los transductores digitales suelen ofrecer la ventaja de ser más compatibles con las computadoras digitales que los sensores analógicos en la automatización y en el control de procesos.
Características deseables de los transductores
Exactitud
La exactitud de la medición debe ser tan alta como fuese posible. Se entiende por exactitud que le valor verdadero de la variable se pueda detectar sin errores sistemáticos positivos o negativos en la medición. Sobre varias mediciones de la variable, el promedio de error entre el valor real y el valor detectado tendera a ser cero.
Precisión
La precisión de la medición debe ser tan alta como fuese posible. La precisión significa que existe o no una pequeña variación aleatoria en la medición de la variable. La dispersión en los valores de una serie de mediciones será mínima.
Rango de funcionamiento
El sensor debe tener un amplio rango de funcionamiento y debe ser exacto y preciso en todo el rango.
Velocidad de respuesta
El transductor debe ser capaz de responder a los cambios de la variable detectada en un tiempo mínimo. Lo ideal sería una respuesta instantánea.
Calibración
El sensor debe ser fácil de calibrar. El tiempo y los procedimientos necesarios para llevar a cabo el proceso de calibración deben ser mínimos. Además, el sensor no debe necesitar una recalibración frecuente. El término desviación se aplica con frecuencia para indicar la pérdida gradual de exactitud del sensor que se produce con el tiempo y el uso, lo cual hace necesaria su recalibración.
Un sensor es cualquier dispositivo quedetecta una determinada acción externa. Los
sensores existen desde siempre, y nunca mejordicho, porque el hombre los tiene incluidos en su
cuerpo y de diferentes tipos. El hombre experimenta sensaciones comocalor o frío, duro o blando, fuerte o flojo, agradable o desagradable, pesado o no. Y poco a poco le ha ido añadiendo adjetivos a estas sensaciones para cuantificarlas como frígido, fresco, tibio, templado,caliente, tórrido. Es decir, que día a día ha ido necesitando el empleo de magnitudes medibles más exactas.
1. Sensores Electrónicos
Los sensores electrónicos han ayudado no solo a medir con mayor exactitud las magnitudes, sino a
poder operar con dichas medidas. Pero no se puede hablar de los sensores sin sus acondicionadores de señal, ya normalmente los sensores ofrecen una variación de señal muy pequeña y es muy importante equilibrar las características del sensor con las del circuito que le permite medir, acondicionar, procesar y actuar con dichas medidas. Este trabajo pretende hacer una recopilación de los sensores, acondicionadores y procesadores actuales, así como su evolución. Hay que remarcar que dicha recopilación se ha centrado en los productos que distribuye SILICA. Por supuesto, la rápida evolución de estos componentes hace que este trabajo nunca esté al día ni terminado, por lo que hay que consultar en cada momento el estado actual de los mismos.
1.1 Tipos de Sensores
Existe una gran cantidad de sensores en el mercado, para poder medir magnitudes físicas, de los que se
pueden enumerar los siguientes:
Temperatura
sensores existen desde siempre, y nunca mejordicho, porque el hombre los tiene incluidos en su
cuerpo y de diferentes tipos. El hombre experimenta sensaciones comocalor o frío, duro o blando, fuerte o flojo, agradable o desagradable, pesado o no. Y poco a poco le ha ido añadiendo adjetivos a estas sensaciones para cuantificarlas como frígido, fresco, tibio, templado,caliente, tórrido. Es decir, que día a día ha ido necesitando el empleo de magnitudes medibles más exactas.
1. Sensores Electrónicos
Los sensores electrónicos han ayudado no solo a medir con mayor exactitud las magnitudes, sino a
poder operar con dichas medidas. Pero no se puede hablar de los sensores sin sus acondicionadores de señal, ya normalmente los sensores ofrecen una variación de señal muy pequeña y es muy importante equilibrar las características del sensor con las del circuito que le permite medir, acondicionar, procesar y actuar con dichas medidas. Este trabajo pretende hacer una recopilación de los sensores, acondicionadores y procesadores actuales, así como su evolución. Hay que remarcar que dicha recopilación se ha centrado en los productos que distribuye SILICA. Por supuesto, la rápida evolución de estos componentes hace que este trabajo nunca esté al día ni terminado, por lo que hay que consultar en cada momento el estado actual de los mismos.
1.1 Tipos de Sensores
Existe una gran cantidad de sensores en el mercado, para poder medir magnitudes físicas, de los que se
pueden enumerar los siguientes:
Temperatura
Humedad
Presión
Posición
Movimiento
Caudal
Luz
Imagen
Corriente
Conductividad
Resistividad
Biométricos
Acústicos
Imagen
Aceleración
Velocidad
Inclinación
Presión
Posición
Movimiento
Caudal
Luz
Imagen
Corriente
Conductividad
Resistividad
Biométricos
Acústicos
Imagen
Aceleración
Velocidad
Inclinación
1.4 Conceptos de Cienca e Ingeniería
La ciencia
Ciencia es el conjunto de conocimientos ordenados sistemáticamente acerca del Universo, obtenidos por la observación y el razonamiento, que permiten la deducción de principios y leyes generales. La ciencia es el conocimiento sobre la verdadera naturaleza del Universo.
La tecnología
Es el conjunto de saberes que comprende aquellos conocimientos prácticos, o técnicos, de tipo mecánico o industrial, que posibilitan al hombre modificar las condiciones naturales para hacer su vida más útil y placentera.
Con innovación tecnológica se designa la incorporación del conocimiento científico y tecnológico, propio o ajeno, con el objeto de crear o modificar un proceso productivo, un artefacto, una máquina, para cumplir un fin valioso para una sociedad.
Con investigación tecnológica en las ciencias de la ingeniería se designa un ámbito de producción de conocimiento tecnológico validado, que incluye tanto el producto cognitivo, -teorías, técnicas, tecnologías, maquinarias, patentes, etc.- como las actividades que desarrollan los ingenieros para producir y validar dichos productos y conocimientos.
La ciencia
Ciencia es el conjunto de conocimientos ordenados sistemáticamente acerca del Universo, obtenidos por la observación y el razonamiento, que permiten la deducción de principios y leyes generales. La ciencia es el conocimiento sobre la verdadera naturaleza del Universo.
La tecnología
Es el conjunto de saberes que comprende aquellos conocimientos prácticos, o técnicos, de tipo mecánico o industrial, que posibilitan al hombre modificar las condiciones naturales para hacer su vida más útil y placentera.
Con innovación tecnológica se designa la incorporación del conocimiento científico y tecnológico, propio o ajeno, con el objeto de crear o modificar un proceso productivo, un artefacto, una máquina, para cumplir un fin valioso para una sociedad.
Con investigación tecnológica en las ciencias de la ingeniería se designa un ámbito de producción de conocimiento tecnológico validado, que incluye tanto el producto cognitivo, -teorías, técnicas, tecnologías, maquinarias, patentes, etc.- como las actividades que desarrollan los ingenieros para producir y validar dichos productos y conocimientos.
1.3 Perfil y campo de desarrollo del ingeniero en Mecatrónica
El Ingeniero en Mecatrónica tendrá la capacidad de:
-Proponer soluciones, integrando tecnologías emergenes de la mecatrónica.
-Controlar, automatizar, operar, supervisar, evaluar y mantener procesos mecatrónicos.
-Interactuar, integrar y comunicarse con equipos multidisciplinarios.
-Identificar áreas de oportunidad para analizar y comprender problemas de Ingeniería, proponiendo soluciones integrales con tecnologías emergentes, con un sentido de desarrollo sustentable.
-Administrar y asegurar la calidad, eficiencia, productividad y rentabilidad de los sistemas y procesos mecatrónicos.
-Participar en el desarrollo, transferencia, adaptación y asimilación de tecnologías en Ingeniería Mecatrónica.
El enfoque de la Ingeniería Mecatrónica está encaminado hacia el área industrial, la investigación tecnológica y el desarrollo tecnológico.
Con el perfil profesional planteado se pretende que el egresado tenga las capacidades, es decir, conocimientos, habilidades y actitudes, que le ayuden a competir en el mercado globalizado acorde a las nuevas herramientas que están siendo utilizadas en los procesos de producción y que a su vez, sirven para optimizar sistemas y procesos mecatrónicos que ocupan un importante espacio en ámbitos muy distintos como la manufactura avanzada, robótica, automatización, diseño, medicina, domótica, biotecnología, nanotecnología entre otros y que forman parte de las nuevas herramientas tecnológicas utilizadas en la producción actual
El Ingeniero en Mecatrónica tendrá la capacidad de:
-Proponer soluciones, integrando tecnologías emergenes de la mecatrónica.
-Controlar, automatizar, operar, supervisar, evaluar y mantener procesos mecatrónicos.
-Interactuar, integrar y comunicarse con equipos multidisciplinarios.
-Identificar áreas de oportunidad para analizar y comprender problemas de Ingeniería, proponiendo soluciones integrales con tecnologías emergentes, con un sentido de desarrollo sustentable.
-Administrar y asegurar la calidad, eficiencia, productividad y rentabilidad de los sistemas y procesos mecatrónicos.
-Participar en el desarrollo, transferencia, adaptación y asimilación de tecnologías en Ingeniería Mecatrónica.
Con el perfil profesional planteado se pretende que el egresado tenga las capacidades, es decir, conocimientos, habilidades y actitudes, que le ayuden a competir en el mercado globalizado acorde a las nuevas herramientas que están siendo utilizadas en los procesos de producción y que a su vez, sirven para optimizar sistemas y procesos mecatrónicos que ocupan un importante espacio en ámbitos muy distintos como la manufactura avanzada, robótica, automatización, diseño, medicina, domótica, biotecnología, nanotecnología entre otros y que forman parte de las nuevas herramientas tecnológicas utilizadas en la producción actual
1.2 Panorama general de la carrera Mecatrónica
El presente desarrollo industrial ha obligado a que el ingeniero actual tenga la necesidad de vincular varias disciplinas para mantenerse vigente, debido a esto es indispensable el estudio de la mecánica, eléctrica y sistemas así como la combinación de estas principales ramas que dan lugar a la electromecánica, automatización, CAD CAM/CAE, etc.
El acelerado desarrollo tecnológico ha provocado que los bienes y herramientas se hayan convertido en los más sofisticados dispositivos, ya que hasta los aparatos de uso cotidiano más simples utilizan mecanismos precisos, controlados por sistemas electrónicos y por sistemas de información computarizados. Los ejemplos van desde las cámaras fotográficas y aparatos electrodomésticos hasta vehículos aeroespaciales. Todos estos han incidido de manera importante en aspectos sociales y económicos de las actividades humanas.
Así, el ámbito de acción del ingeniero mecatrónico comprende tanto los aspectos relacionados con la mecánica de precisión como los sistemas de control electrónicos y las tecnologías de información computarizadas.
Entre las principales actividades que realiza se encuentran:
Diseñar, fabricar, implantar y controlar equipos y sistemas de producción en la micro, pequeña y gran industria.
Diseñar e implantar sistemas de automatización y robotización de procesos y líneas de producción en la industria en general.
Diseñar equipo de bioingeniería utilizando mecánica de precisión y electrónica de control.
Diseño y mejora de productos mecatrónicos.
Desarrollo de investigación en las áreas de la mecatrónica.
Modernización del sector productivo y de servicios.
El presente desarrollo industrial ha obligado a que el ingeniero actual tenga la necesidad de vincular varias disciplinas para mantenerse vigente, debido a esto es indispensable el estudio de la mecánica, eléctrica y sistemas así como la combinación de estas principales ramas que dan lugar a la electromecánica, automatización, CAD CAM/CAE, etc.
El acelerado desarrollo tecnológico ha provocado que los bienes y herramientas se hayan convertido en los más sofisticados dispositivos, ya que hasta los aparatos de uso cotidiano más simples utilizan mecanismos precisos, controlados por sistemas electrónicos y por sistemas de información computarizados. Los ejemplos van desde las cámaras fotográficas y aparatos electrodomésticos hasta vehículos aeroespaciales. Todos estos han incidido de manera importante en aspectos sociales y económicos de las actividades humanas.
Así, el ámbito de acción del ingeniero mecatrónico comprende tanto los aspectos relacionados con la mecánica de precisión como los sistemas de control electrónicos y las tecnologías de información computarizadas.
Entre las principales actividades que realiza se encuentran:
Diseñar, fabricar, implantar y controlar equipos y sistemas de producción en la micro, pequeña y gran industria.
Diseñar e implantar sistemas de automatización y robotización de procesos y líneas de producción en la industria en general.
Diseñar equipo de bioingeniería utilizando mecánica de precisión y electrónica de control.
Diseño y mejora de productos mecatrónicos.
Desarrollo de investigación en las áreas de la mecatrónica.
Modernización del sector productivo y de servicios.
1.1 Desarrollo de la Mecatrónica
Desarrollo de la Mecatrónica en México.
Gestada desde 1993, la Sección de Mecatrónica del Departamento de Ingeniería Eléctrica del Centro de Investigación y Estudios Avanzados, ha sido pionera en México de la investigación en el área.
Por la calidad de los programas de posgrado que ofrece y de la investigación que realiza, actualmente es el grupo de investigación líder en el desarrollo de la mecatrónica en México.
La historia de la Mecatrónica en México inicia a principios de los 90, cuando varias Instituciones de
Educación Superior como la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la Universidad
Anáhuac del Sur (UAS) y el Instituto Politécnico Nacional (IPN) ofrecen las primeras asignaturas
orientadas en la enseñanza del concepto de la Mecatrónica en licenciatura y postgrado. En 1994,
inicia esta opción educativa la Universidad Anáhuac del Sur, posteriormente en 1997 la Unidad
Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA) del IPN ofrece la
Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica en México.
Ambas carreras iniciaron con un grupo reducido de alumnos. A mediados de los 90s, otras
Universidades se interesan en conocer más sobre esta disciplina y de las posibilidades que tiene
esta disciplina para lograr un mejor desarrollo profesional de sus egresados [4]. A finales de los
90s, algunas Instituciones brindan estudios más completos de la Mecatrónica mediante diplomados
y cursos de especialización en postgrado, como es el caso del Instituto Tecnológico y de Estudios
Superiores de Monterrey (ITESM) en colaboración con la empresa FESTO. Así mismo, otras
Universidades como la Universidad Iberoamericana, La Salle y la UNAM, brindan estudios
similares mediante carreras como Ingeniería Cibernética y en Sistemas Computacionales.
A mediados del 2000, el ITESM se suma a las Universidades que ofrecen la carrera de Ingeniería
Mecatrónica en el mundo.
Video de introducción a la Mecatrónica
Desarrollo de la Mecatrónica en México.
Gestada desde 1993, la Sección de Mecatrónica del Departamento de Ingeniería Eléctrica del Centro de Investigación y Estudios Avanzados, ha sido pionera en México de la investigación en el área.
Por la calidad de los programas de posgrado que ofrece y de la investigación que realiza, actualmente es el grupo de investigación líder en el desarrollo de la mecatrónica en México.
La historia de la Mecatrónica en México inicia a principios de los 90, cuando varias Instituciones de
Educación Superior como la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la Universidad
Anáhuac del Sur (UAS) y el Instituto Politécnico Nacional (IPN) ofrecen las primeras asignaturas
orientadas en la enseñanza del concepto de la Mecatrónica en licenciatura y postgrado. En 1994,
inicia esta opción educativa la Universidad Anáhuac del Sur, posteriormente en 1997 la Unidad
Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA) del IPN ofrece la
Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica en México.
Ambas carreras iniciaron con un grupo reducido de alumnos. A mediados de los 90s, otras
Universidades se interesan en conocer más sobre esta disciplina y de las posibilidades que tiene
esta disciplina para lograr un mejor desarrollo profesional de sus egresados [4]. A finales de los
90s, algunas Instituciones brindan estudios más completos de la Mecatrónica mediante diplomados
y cursos de especialización en postgrado, como es el caso del Instituto Tecnológico y de Estudios
Superiores de Monterrey (ITESM) en colaboración con la empresa FESTO. Así mismo, otras
Universidades como la Universidad Iberoamericana, La Salle y la UNAM, brindan estudios
similares mediante carreras como Ingeniería Cibernética y en Sistemas Computacionales.
A mediados del 2000, el ITESM se suma a las Universidades que ofrecen la carrera de Ingeniería
Mecatrónica en el mundo.
Video de introducción a la Mecatrónica
Capítulo 1 Generalidades de la Ingeniería Mecatrónica
Primero es necesario definir que es la Mecatrónica
La mecatrónica es una disciplina que une la ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de control e ingeniería informática;la cual sirve para diseñar y desarrollar productos que involucren sistemas de control para el diseño de productos o procesos inteligentes, lo cual busca crear maquinaria más compleja para facilitar las actividades del ser humano a través de procesos electrónicos en la industria mecánica principalmente. Debido a que combina varias ingenierías en una sola su punto fuerte es la versatilidad.
La mecatrónica de por sí no apunta a ser precisamente una tecnología y/o ingeniería, es la síntesis de tecnologías, usando no solamente tecnología mecánica convencional, sino también tecnología de ingeniería existente tal como electrónica, ingeniería de sistemas, etc. Libremente para los propósitos necesarios. O sea, se requieren dos conceptos básicos para mezclar las tecnologías en este rango amplio y organizarlas, el concepto de sistema y el de interface.Las características del sistema mecatrónico son: mecanismo preciso de operación como elemento componente de la función principal, y del propósito más importante, y la función de información de control avanzada. Donde los elementos componentes ejecutan cada una de las funciones independientemente.
Primero es necesario definir que es la Mecatrónica
La mecatrónica es una disciplina que une la ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de control e ingeniería informática;la cual sirve para diseñar y desarrollar productos que involucren sistemas de control para el diseño de productos o procesos inteligentes, lo cual busca crear maquinaria más compleja para facilitar las actividades del ser humano a través de procesos electrónicos en la industria mecánica principalmente. Debido a que combina varias ingenierías en una sola su punto fuerte es la versatilidad.
La mecatrónica de por sí no apunta a ser precisamente una tecnología y/o ingeniería, es la síntesis de tecnologías, usando no solamente tecnología mecánica convencional, sino también tecnología de ingeniería existente tal como electrónica, ingeniería de sistemas, etc. Libremente para los propósitos necesarios. O sea, se requieren dos conceptos básicos para mezclar las tecnologías en este rango amplio y organizarlas, el concepto de sistema y el de interface.Las características del sistema mecatrónico son: mecanismo preciso de operación como elemento componente de la función principal, y del propósito más importante, y la función de información de control avanzada. Donde los elementos componentes ejecutan cada una de las funciones independientemente.
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