Materia
Integración de Sistemas Industriales
Datos generales de la materia
- Modalidad
- Presencial
- Idioma
- Castellano
Descripción y contextualización de la asignatura
El objetivo es proporcionar al alumno los fundamentos, técnicas y tecnologías utilizadas en la integración de sistemas de control en un entorno industrial automatizado, haciendo énfasis en los sistemas de intercambio de información y supervisión.La asignatura busca un equilibrio entre los contenidos teóricos, metodológicos, tecnológicos y prácticos.
- Teóricos respecto a los fundamentos de la integración de sistemas industrial y los elementos necesarios. Se partirá de la base adquirida en la asignatura "Automatización de Procesos" impartida en el cuarto curso del Grado en Tecnología Industrial en la preintensificación en Tecnologías Eléctrica, Electrónica y Control.
- Metodológicos en cuanto al diseño de sistemas para la integración de sistemas de automatización industrial.
- Tecnológicos en lo relativo al estudio de dispositivos y componentes de comunicaciones industriales, y sistemas de supervisión.
- Prácticos en lo relativo a las sesiones de laboratorio en las que se utilizarán Autómatas Programables y redes de comunicaciones industriales para solucionar problemas reales integración de sistemas industriales.
Profesorado
Nombre | Institución | Categoría | Doctor/a | Perfil docente | Área | |
---|---|---|---|---|---|---|
GOMEZ CRESPO, DIEGO | Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea | Profesorado Asociado De Escuela Universitaria | No bilingüe | Ingeniería de Sistemas y Automática | diego.gomez@ehu.eus | |
PEREZ GONZALEZ, FEDERICO | Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea | Profesorado Agregado | Doctor | No bilingüe | Ingeniería de Sistemas y Automática | federico.perez@ehu.eus |
Competencias
Denominación | Peso |
---|---|
TI8. Capacidad para diseñar y proyectar sistemas de producción automatizados y control avanzado de procesos. | 100.0 % |
Tipos de docencia
Tipo | Horas presenciales | Horas no presenciales | Horas totales |
---|---|---|---|
Magistral | 15 | 22.5 | 37.5 |
Seminario | 15 | 22.5 | 37.5 |
P. Laboratorio | 15 | 22.5 | 37.5 |
Actividades formativas
Denominación | Horas | Porcentaje de presencialidad |
---|---|---|
Clases magistrales | 37.5 | 40 % |
Prácticas de laboratorio | 37.5 | 40 % |
Seminarios | 37.5 | 40 % |
Seminarios | 37.5 | 40 % |
Sistemas de evaluación
Denominación | Ponderación mínima | Ponderación máxima |
---|---|---|
Examen escrito | 40.0 % | 70.0 % |
OTROS | 0.0 % | 10.0 % |
Trabajos Prácticos | 30.0 % | 60.0 % |
Resultados del aprendizaje de la asignatura
- Utilizar los conocimientos adquiridos para seleccionar, diseñar e implantar sistemas de integración dentro de entornos de producción automatizados.- Utilizar los conocimientos adquiridos para seleccionar las estrategias de integración de sistemas de control de procesos adecuadas, diseñarlas y validarlas como paso previo a su implementación.
Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia
Prueba escrita: 70% (Calificación de APTO 40%)Seminario/Laboratorio: 30% (Evaluación continua)
Aprovechamiento Sesiones Seminario: 5% (Trabajo individual - APTO 70%)
Informes Laboratorio: 10% (Trabajo individual - APTO 50%)
Prácticas Laboratorio: 15% (Trabajo en grupo - APTO 50%)
La renuncia a la convocatoria ordinaria o a la evaluación continua será notificada personalmente y en el formato acordado al comienzo de la asignatura al coordinador o profesor de la asignatura con 2 semanas de antelación a la finalización del periodo lectivo en el que se imparta la asignatura.
En caso de renuncia a la evaluación continua se realizará una prueba de seminario/laboratorio.
Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia
Prueba escrita: 70% (Calificación de APTO 50%)Prueba de Laboratorio: 30% (Calificación de APTO 50%)
La renuncia a la convocatoria extraordinaria será notificada personalmente y en el formato acordado al comienzo de la asignatura al coordinador de la asignatura con 2 semanas de antelación a la fecha de examen de la convocatoria extraordinaria de la asignatura.
Temario
TEMARIO GENERAL:Tema 01. Conceptos básicos de comunicaciones industriales. Niveles de automatización. Redes de comunicaciones. Medios y modos de transmisión. Sistemas de supervisión. Codificación y transmisión de datos. Protocolos serie en entornos de fabricación.
Tema 02. Arquitectura de red. Modelo se referencia OSI de ISO. Jerarquía de protocolos. Niveles de referencia. Arquitecturas de redes industriales.
Tema 03. Comunicaciones industriales. Orientadas al dispositivo: buses y arquitecturas de red. Orientadas a control: buses de control. Redes de planta.
Tema 04. Redes industriales. Características. Topologías de red y medios de transmisión. Arquitecturas de red.
Tema 05. Sistemas distribuidos de control. Sistemas de Supervisión y Monitorización.
DESARROLLO DEL TEMARIO TEÓRICO (10 sesiones 1,5 horas):
BLOQUE 1 - Conceptos básicos de comunicaciones industriales
Tema 1. Introducción a las Comunicaciones Industriales
Conceptos Básicos: Adquisición de datos y control, transformación de señales analógicas, transmisión de datos, codificación, protocolos de comunicación, protocolos básicos de enlace.
BLOQUE 2 - Arquitectura de red
Tema 2. Arquitectura OSI/ISO
Jerarquías de Protocolos, niveles de referencia, comunicación entre niveles, unidades de datos, servicios y primitivas, arquitecturas de redes industriales, redes de planta, buses de campo.
BLOQUE 3 - Comunicaciones Industriales
Tema 3. Buses Actuador/Sensor
Tema 3.1 Bus AS-i: Visión general del Bus AS-i, componentes básicos del bus, características generales, nivel físico, nivel de enlace de datos, componentes activos y pasivos, tramas y servicios, perfiles, funciones, diagnóstico de la red, especificación AS-i v2.1
Tema 4. Buses de Campo
Tema 4.1 PROFIBUS: Definición y estándares, características generales, características técnicas, arquitectura de PROFIBUS, nivel físico - PHY (topología, método de transmisión), nivel de enlace - FDL (protocolo de transmisión, paso del testigo, tiempos, servicios FDL), servicios FMA1/2.
Tema 4.2 CAN: Características generales, enlace de datos, comunicación broadcast, petición de trama remota, arbitraje del bus, servicios de comunicación , tramas CAN, tratamiento de errores.
Tema 5. Industrial Ethernet
Tema 5.1 Conceptos Básicos de Ethernet: Características técnicas, tipos de Ethernet, tipos de tramas, método de acceso al medio, problemas de Ethernet en la industria, topologías de red, componentes de bus, medios de transmisión, soluciones en Ethernet Industrial.
Tema 5.2 Ethernet TCP/IP: Características generales, pila IP, TCP ó ISO, TCP-IP (características, nivel de Internet, nivel de Transporte, nivel de Aplicación), interfaces de programación.
Tema 5.3 PROFInet: Modos de transmisión, comunicación en tiempo real, dispositivos descentralizados de campo, control de movimiento, automatización descentralizada, instalación de red, estándares IT, seguridad de acceso a la red, seguridad, proceso.
BLOQUE 4 - Sistemas distribuidos de control. Sistemas de Supervisión y Monitorización.
Tema 6. OPC
Tema 6.1 OPC Clásico: Propósito, situación, arquitectura, bases de OPC, objetos e interfaces, aplicaciones OPC, arquitectura general y componentes, servidores locales y remotos, estándares OPC.
Tema 6.2 OPC UA: Características esenciales, componentes fundamentales, niveles de la arquitectura, conjunto de especificaciones, protocolos de transporte, modelo de datos, modelo de información, servicios, perfiles, seguridad, modelado de la información (espacio de direccionamiento, nodos y referencias, eventos, acceso a históricos), desarrollo de aplicaciones.
Tema 7. Sistemas de Supervisión
Objetivos. Tipos y prestaciones. Tecnologías de la supervisión de procesos. Adquisición. Registro. Representación del proceso. Detección de fallos. Herramientas de gestión del conocimiento y tomas de decisión. Interfaces, SCADAs.
DESARROLLO DEL TEMARIO DE SEMINARIOS (10 sesiones 1,5 horas):
- Sesión 1: Principios de las comunicaciones industriales - Comunicación Serie
- Sesión 2: Comunicaciones SIMATIC
- Sesión 3: AS-i
- Sesión 4: PROFIBUS-DP
- Sesión 5: DeviceNet
- Sesión 6: TCP/IP
- Sesión 7: PROFInet-IO
- Sesión 8: OPC-DA
- Sesión 9: OPC-UA
- Sesión 10: Sistemas SCADA
DESARROLLO DEL TEMARIO DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO (8 sesiones):
- Sesión 1: Comunicaciones S7 (1,5 horas)
- Sesión 2: Comunicaciones de Control de Procesos - AS-i (1,5 horas)
- Sesión 3: Comunicaciones I/O - PROFIBUS DP 1/2 (2 horas)
- Sesión 4: Comunicaciones I/O - PROFIBUS DP 2/2 (2 horas)
- Sesión 5: Comunicaciones IE - TCP/IP (2 horas)
- Sesión 6: Comunicaciones I/O - PROFInet IO (2 horas)
- Sesión 7: Comunicaciones OPC-DA (2 horas)
- Sesión 8: Sistemas de Supervisión (2 horas)
Bibliografía
Materiales de uso obligatorio
Documentación correspondiente a las transparencias de apoyo a la teoría, seminarios y laboratorio se encuentra en el aula virtual de la asignatura.Se dotará a los alumnos del material informático (software) necesario para la elaboración de los diferentes trabajos:
- Herramientas de configuración hardware de los dispositivos
- Herramientas de programación de los dispositivos
- Herramientas de configuración de comunicaciones
Equipamiento hardware:
- Ordenadores personales
- Autómatas programables - SIMATIC-S7-1500
- Procesadores de comunicaciones - As-i, PB-DP, PN-IO
- Variadores de frecuencia SINAMIC G120
- Células de fabricación - FESTO MecLab
- Plataformas heterogéneas - Arduino UNO/Ethernet Shield
Bibliografía básica
Título: Comunicaciones Industriales: Principios básicosAutores: M. A. Castro Gil, G. Díaz Orueta, F. Mur Pérez, R. Sebastián Fernández, etc.
Editorial: UNED
Año de Publicación: 2007
Título: Comunicaciones Industriales: Sistemas Distribuidos y Aplicaciones
Autores: M. A. Castro Gil, G. Díaz Orueta, F. Mur Pérez, R. Sebastián Fernández, etc.
Editorial: UNED
Año de Publicación: 2010
Título: Redes de Computadoras
Autores: A. S. Tanenbaum
Editorial: Pearson Universidad. 5ª edición
Año de Publicación: 2013
Título: Comunicaciones Industriales. Una visión práctica con Simatic S7
Autores: V.M Sempere, J. Silvestre, J.A. Martínez
Editorial: Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia
Año de Publicación: 2002
Título: Profibus. The Fieldbus for Industrial Automation
Autores: K. Bender. Carl Hanser Verlag
Editorial: Prentice
Año de Publicación: 1993
Título: Automating with PROFINET (2nd edition)
Autores: R. Pigan, M. Metter
Editorial: Wiley
Año de Publicación: 2008
Título: OPC - From Data Access to Unified Architecture
Autores: J. Lange, F. Iwanitz, T.J. Burke
Editorial: Vde Verlag Gmbh, 4ªEdición
Año de Publicación: 2010
Título: Sistemas de Supervisión (2ª Edición)
Autores: J. Colomer, J. Meléndez, J. Ayza.
Editorial: Cuadernos CEA-IFAC. Cetisa / Boixareu Editores
Año de Publicación: 2001
Revistas
Automática e Instrumentación http://www.tecnipublicaciones.com/automatica/IEEE Transactions on Industrial Informatics. http://www.ieee.org/
Control Engineering Practice. A Journal of IFAC, the International Federation of Automatic Control. http://www.elsevier.com/
Enlaces
IFAC-International Federation of Automatic Control. http://www.ifac-control.org/Comité Español de Automática. http://www.cea-ifac.es/
PI - PROFIBUS & PROFINET International http://www.profibus.com/
Open DeviceNet Vendor Association http://www.odva.org
EtherCAT Technology Group http://www.ethercat.org
OPC Foundation http://www.opcfoundation.org