Programa sintético de las materias - CEAI

Curso de Nivelación

Los ingresantes provienen de distintas universidades tanto locales como de otros países y poseen título de grado en distintas orientaciones. Por ello no tienen una base común ni todos tienen los conocimientos necesarios para abordar las asignaturas de la Especialización.

El Curso de Nivelación desarrolla, en un cuatrimestre, los conocimientos básicos necesarios para introducirse en el campo de la automatización y el control industrial.

Los contenidos del Curso de Nivelación se han agrupado en tres asignaturas, de 64 hs cada una:

• Conceptos Básicos de Control Automático.

Realimentación y Control en Lazo Cerrado, Sistemas dinámicos, Modelado y simulación Diagramas en Bloques, Errores, Rechazo de perturbaciones, Acciones de control: P+I+D, Estabilidad, Aplicaciones en Control de posición y velocidad de motores eléctricos.

• Introducción a la Automatización industrial.

Automatización industrial. Niveles de automatización: la “pirámide CIM”, Automatización neumática e hidráulica, Circuitos y componentes electro-neumáticos. Controladores Lógicos Programables (P.L.C. ́s), lenguajes de programación. Sensores y actuadores para automatización., Electricidad industrial e instalaciones eléctricas. Principios de motores eléctricos. 

• Tecnologías básicas para Automatización y Control.

Este curso tiene un núcleo (1) que es común a todos los alumnos, y una segunda parte (2) que depende de la especialidad seguida en sus estudios de grado

Instrumentación industrial, sensores y actuadores, Mediciones de temperatura, presión, nivel, caudal. Válvulas de control .Diagramas P&I, Normas de instrumentación industrial.

a) Conceptos básicos de Electrónica Industrial, para los alumnos que no sean graduados con especialidad eléctrica /electrónica, como Ingeniería Química, Mecánica, Informática, etc.
b) Conceptos básicos de Sistemas Térmicos y Fluidos, para los alumnos con título de ingenieros eléctricos o electrónicos

Primer y segundo cuatrimestre

• Control de Procesos

Problemática. Académica y Campo profesional. Estructura de controladores industriales. Estructura de un DCS. Controladores PID. Sintonía. Reglas de Ziegler Nichols. Rechazo de perturbaciones: control en cascada, control feedforward.

• Electrónica de Potencia y Control de Motores

Control de Máquina de C.C. Y C. A. Máquina de Corriente Continua Construcción y Funcionamiento. Modelado y Control Maquina Asincrónica de Corriente Alterna Construcción y Funcionamiento Modelado. Introducción al control escalar V/F. Rectificadores controlados y no controlados Funcionamiento básico de las topologías para diferentes cargas. Aplicaciones típicas, control de motores (tracción y servos) y fuentes de alimentación. Convertidores CC-CA Ondulador autónomo de tensión. Estrategias de modulación y control de motores. Aplicaciones. Experiencia práctica con banco de ensayos para algoritmos. Reconocimiento estructura de control escalar, modulación PWM. Ensayo de control escalar, diferentes condiciones de señales de control. Perturbaciones. Frenado resistivo (condicional) y por rueda libre. Devolución de energía activa a la red eléctrica (condicional). Frenado por inyección de C.C.

• Comunicaciones Industriales

Panorama de comunicaciones industriales. Conceptos básicos de comunicación de datos aplicables a comunicaciones industriales. Sistemas básicos de comunicación industrial. Buses de dispositivos. Buses de campo. Ethernet industrial. Redes Wireless. Redes para domótica.

• Informática Industrial

Almacenamiento, tratamiento y transmisión de la información en automatización Arquitecturas de SCADA ́s y DCS's. Bases de datos centralizada, distribuida y mixta. Seguridad de acceso a datos.  Arquitectura interna de PLC/controladores: hardware, firmware, software; drivers de entrada /salida. SO en tiempo real, uso de multitarea, procesamiento basado en tiempo vs. basado en interrupciones. Estaciones de ingeniería y operación: Windows vs Unix Software de ingeniería: lenguajes generalizados. Software de operación: PC, estándares sobre alarmas y visualización. Arquitecturas de información.  Simulación ( uso en optimización de procesos y en training de operadores). Estándares ISA (ISA- 95, ISA-99) e IEC (IEC61511-3).

• Transmisores y Válvulas de Control

La Instrumentación Industrial. Comprensión de diagramas de Instrumentación: PFD ́s y P&ID ́s. Mediciones industriales básicas: temperatura, caudal, nivel, presión. Válvulas: válvulas de control, autoreguladoras y de shutdown. Flasheo, cavitación, ruido. Normas. Importancia de la normalización en aplicaciones industriales. Normas A.P.I, A.G.A., I.S.A. I.S.O. Software para cálculo y diseño en instrumentación industrial. Software para selección de válvulas y actuadores. La instrumentación integrada al sistema de control. Aplicaciones.

• Controladores Programables

Características principales del PLC - Lenguajes de programación, “Ladder”. Bloques de función: temporizadores, contadores, comparadores, Programación secuencial. Método de Estados y Transiciones. Módulos de interrupción y funciones. Transferencia de datos entre módulos. 

• Integración de Sistemas

Integración de hardware y software en sistemas de automatización industrial en diversas áreas, como: servomecanismos y controladores, sistemas HMI- SCADA, variación de velocidad, monitoreo de energía. (Los trabajos se desarrollan sobre una aplicación real, con actividades guiadas y arquitecturas previamente validadas).

• Robótica y Manufactura flexible

Sistemas automáticos en procesos de fabricación. Sistemas robotizados y. Manufactura flexible. Sensores fuerza/torque. Celdas de producción. Programación de robots industriales. Sistemas de visión industrial; características, especificación, implementación.

• Automatización de edificios

Control de variables ambientales. Estructura de un BMS. Control de acceso, control de tableros eléctricos, utilización de imágenes, Sistemas de detección y extinción de incendio. Simulación energética de un edificio. Redes de comunicación para Edificios: KNX, LonWorks, BacNet.

• Metrología/ Trazabilidad/ Calidad

Vocabulario internacional de metrología, Patrones y materiales de referencia. Calibración. Trazabilidad. Software de medición. Estadística aplicada a metrología. Cálculo de Incertidumbres. Incertidumbre standard, combinada y expandida.

• Simuladores de equipos y Procesos

El papel de la simulación en el diseño y operación de procesos. Estructura de un programa de simulación. Simulación en tiempo real.

• Sistemas Integrados de Seguridad

Riesgo y Análisis de Riesgo. HAZOP. Gráfico y Matriz de riesgo. Seguridad Funcional. Estándares IEC 61508 e IEC 61511 Separación del control y la seguridad. Diseño de Hardware: falla segura, falla peligrosa FMEA . Diseño de software. Certificación TUV.

• Gestión de Proyectos e Instalaciones

Características generales de un proyecto de automatización. Evaluación del proyecto en base al perfil del usuario, diferencias entre el usuario final y el integrador, Elección del equipamiento. Definición del alcance del proyecto: materiales y mano de obra. Presupuestos de obras de automatización. Cash Flow. Camino crítico: uso del Open Project, Ejecución de la Obra. Definición de roles en el equipo de trabajo. Programador- Scadista- Project Manager- Proyect Leader. Documentación. Seguimiento técnico-comercial de la Obra. Técnicas de montaje de instalaciones eléctricas. Alarmas y enclavamientos. La puesta en marcha: Arranque, monitorización continua de los parámetros del sistema, pruebas de paradas y enclavamientos, alarmas, paradas de emergencia, etc. Mantenimiento y telesupervisión.

• Taller para el Trabajo Integrador

Técnicas para la definición del tema, de los objetivos, del alcance y del cronograma. Contenidos de la presentación del proyecto de trabajo. Estructura y técnicas de redacción del informe del trabajo. Coordinación de los temas de los trabajos finales acorde a lo establecido por la dirección de la Carrera. Coordinación en la elección del tutor o docente guía. Acciones de seguimiento de la evolución del trabajo.

• Laboratorios de Automatización y Control

Además de las clases regulares, el alumno debe cumplimentar 36 horas de trabajos de

laboratorio que se programan en dos semanas intensivas, una en julio y otra en noviembre del segundo año de cursada.

Los trabajos de laboratorio que se pueden realizar en el ámbito de la Facultad de Ingeniería son: Taller de Automatización, Taller de Control de Procesos Continuos, Taller de Control de Motores, Taller de Robótica. 

A esto se suman los trabajos de laboratorio que se pueden realizar fuera de la facultad de Ingeniería, por convenios con firmas de la especialidad: Taller de Metrología y Taller de Integración.

• Trabajo de Graduación o Proyecto Integrador

La carrera de Especialización en Automatización Industrial culmina con la realización de un trabajo final individual de carácter integrador. Este trabajo puede ser un proyecto, estudio de casos, informe sobre nuevas tecnologías y tendencias, u otra modalidad que muestre que el graduado reúne los conocimientos y habilidades exigibles a un especialista en automatización y control.

El Director del trabajo será designado por la Dirección de la Carrera (Director y Comisión Académica), preferentemente entre los docentes de la misma o de la FIUBA. En casos particulares se podrá aceptar como co-director a un especialista externo a la carrera, si la índole del tema lo aconsejara.

Para ser Director de Trabajo Final Integrador se deberán reunir las condiciones exigibles a los docentes de la carrera de especialización.

El trabajo debe ser presentado en forma escrita en 3 ejemplares para luego ser defendido en forma oral ante un tribunal o mesa examinadora compuesta como mínimo por tres (3) docentes de la Especialización. En todos los casos que sea posible, la Dirección de la Carrera (Director y Comisión Académica) podrá invitar a integrar el Tribunal a un jurado externo, de reconocidos antecedentes en el tema.

El trabajo final integrador es individual. El sistema de calificación es el vigente en la facultad.

El estudiante cuenta con la asignatura Taller como soporte para el desarrollo de su Trabajo Integrador desde la definición del tema y del director hasta la planificación del trabajo.