El objetivo de la asignatura es dar una visión general de las tecnologías más comunes utilizadas en la automatización y control de procesos industriales, enfocándose en los sistemas de comunicación empleados en entornos industriales, así como de la organización jerárquica que adoptan en la industria los dispositivos empleados.



La asignatura busca un equilibrio entre los contenidos teóricos, metodológicos, tecnológicos y prácticos.

- Teóricos respecto a los fundamentos de la automatización industrial y los elementos necesarios.

- Metodológicos en cuanto al diseño de sistemas para la automatización de sistemas de producción.

- Tecnológicos en lo relativo al estudio de los dispositivos de control industrial, comunicaciones industriales y sistemas de supervisión.

- Prácticos en lo relativo a las sesiones de laboratorio en que se utilizarán autómatas programables y redes de comunicaciones industriales para solucionar problemas de automatización reales.

Esta asignatura se encuentra dentro del módulo de optatividad cubriendo la competencia específica "Capacidad para diseñar sistemas de control y automatización industrial" (M07OP3). Se desarrolla dentro de la competencia específica de titulación "Conocimiento de materias básicas y tecnologías, que le capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y tecnologías, así como que le dote de una gran versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones" (G003).



Al mismo tiempo, intervienen las competencias básicas:

- MEC1: Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

- MEC5: Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.



Una vez finalizada la asignatura, el alumno deberá saber qué metodología seguir en el desarrollo de un proyecto de automatización, podrá elegir las tecnologías y equipos más adecuados para dicha solución, y conocerá cómo realizar la integración de todos los elementos dentro de los sistemas de producción industrial.

Tema 01. Introducción a la automatización industrial.

Tema 02. Autómatas programables industriales. Arquitectura hardware y software.

Tema 03. Sistemas combinacionales.

Tema 04. Sistemas secuenciales.

Tema 05. Tratamiento de datos.

Tema 06. Funciones y bloques funcionales.

Tema 07. Introducción a las comunicaciones industriales.

Tema 08. Comunicaciones industriales orientadas a dispositivo.

Tema 09. Comunicaciones industriales orientadas a control.



DESARROLLO DEL TEMARIO TEÓRICO:



BLOQUE 1 - AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL



Tema 1. Introducción a los Sistemas de Automatización Industrial

Bloques de un sistema de automatización. Objetivos de la automatización. Componentes de un sistema de automatización industrial. Funciones de los automatismos. Tecnologías de los automatismos. Autómatas programables industriales: historia, evolución, lenguajes de programación, aplicaciones.



Tema 2. Arquitectura de los Autómatas Programables

Unidades funcionales. Funcionamiento de un autómata programable. Componentes hardware de un PLC. Procesamiento. Familias de autómatas. Direccionamiento. Entradas y salidas.



Tema 3. Programación de los Autómatas Programables

Tema 3.1 Introducción al Estándar IEC61131: Partes de norma, lenguajes de programación, diseño de programa.

Tema 3.2 Principios de Programación - STEP7: Estructura de programas, Tipos de módulos, Tipos de procesamiento, Tiempos de ciclo y de respuesta.



BLOQUE 2 - COMUNICACIONES INDUSTRIALES



Tema 4. Conceptos Básicos en la Comunicaciones Industriales

Visión histórica, comunicaciones en entornos de fabricación, tecnologías, arquitecturas de fabricante, protocolos básicos para comunicaciones industriales, buses de campo.



Tema 5. 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 6. Industrial Ethernet

Soluciones en Ethernet Industrial, comunicaciones Ethernet, características técnicas.



Tema 7. PROFINET

Fundamentos, sistemas de transmisión en tiempo real, dispositivos descentralizados de campo, automatización descentralizada.



Tema 8. OPC

Propósito, situación, arquitectura, bases de OPC, objetos e interfaces, aplicaciones OPC, arquitectura general y componentes, servidores locales y remotos, estándares OPC.



DESARROLLO DEL TEMARIO DE SEMINARIOS:



- Seminario 1: Descripción de los Sistemas de Automatización Industrial

- Seminario 2: Construcción de Bloques

- Seminario 3: Diseño SFC (GRAFCET)

- Seminario 4: Comunicaciones para Acceso a Datos de Proceso

- Seminario 5: Comunicaciones de Control

- Seminario 6: Comunicaciones de Alto Nivel

- Seminario 7: Proyecto Final



DESARROLLO DEL TEMARIO DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO:



- Práctica 1: Entorno de desarrollo

- Práctica 2: Sistemas combinacionales

- Práctica 3: Sistemas secuenciales

- Práctica 4: Comunicaciones de Periferia Distribuida

- Práctica 5: Comunicaciones de Control

- Práctica 6: Comunicaciones de Alto Nivel

- Práctica 7: Proyecto Final

En esta asignatura se utilizan diversas metodologías, dependiendo de la modalidad de enseñanza:

- Modalidad magistral: Se impartirán breves exposiciones de contenido teórico por parte del docente, realizando diversas actividades individuales por parte del alumno.

- Modalidad de Seminario: Se impartirán breves exposiciones teórico/prácticas por parte del docente dedicando parte del tiempo presencial a la realización de actividades individuales y en grupo.

- Modalidad de Laboratorio: Se realizarán diversos trabajos de caso de concepto en las que se pongan en práctica los contenidos desarrollados en las modalidades magistrales y seminario potenciándose tanto el trabajo autónomo como en grupo.

Se realizará un trabajo final en grupo para la resolución de un caso de estudio que aglutinará las diferentes metodologías y tecnologías desarrolladas en las diferentes modalidades.

• Sistema de Evaluación Continua
• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba tipo test (%): 30
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 10
  • Trabajos individuales (%): 30
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 30

Prueba escrita: 30% (Calificación de APTO 40%)

Seminario/Laboratorio: 70% (Evaluación continua)

Aprovechamiento de Sesiones: 10% (Trabajo individual - APTO 50%)

Trabajos Laboratorio: 30% (Trabajo individual - APTO 50%)

Trabajo Final: 30% (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.

Prueba escrita: 30% (Calificación de APTO 50%)

Prueba de Laboratorio: 70% (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.

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

Bibliografía básica

Título: Automating with SIMATIC S7-1500: Configuring, Programming and Testing with STEP 7 Professional (2nd Edition)

Autores: Hans Berger

Editorial: Wiley

Año de Publicación: 2017



Título: IEC 61131-3: Programming Industrial Automation Systems (2nd edition)

Autores: Karl Heinz John, Michael Tiegelkamp

Editorial: Springer

Año de Publicación: 2010



Título: Industrial Communication Systems (2nd Edition)

Autores: Bogdan M. Wilamowski, J. David Irwin

Editorial: CRC Press

Año de Publicación: 2018



Título: Profibus. The Fieldbus for Industrial Automation

Autores: K. Bender. Carl Hanser Verlag

Editorial: Prentice

Año de Publicación: 1993



Título: Industrial communication with PROFINET

Autores: Manfred Popp

Editorial: Profibus-Profinet International

Año de Publicación: 2015



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

Bibliografía de profundización

Título: Programming Siemens Step 7 (TIA Portal), a Practical and Understandable Approach (2nd Edition)
Autores: Jon Stenerson, David Deeg
Editorial: Independiente
Año de Publicación: 2019

Título: Programación de controladores avanzados SIMATIC S7 1500 con TIA Portal, AWL/KOP y SCL (3ª Edición)
Autores: Luis Peciña Belmonte
Editorial: Marcombo
Año de Publicación: 2019

Título: Automating with PROFINET: Industrial Communication Based on Industrial Ethernet
Autores: Raimond Pigan, Mark Metter
Editorial: Wiley
Año de Publicación: 2008

Título: Programming Industrial Control Systems Using IEC 1131-3 (2nd Revised edition)
Autores: Robert W. Lewis
Editorial: Institution of Engineering and Technology
Año de Publicación: 1998

Título: Industrial Communication Technology Handbook (2nd Edition)
Autores: Richard Zurawski
Editorial: CRC Press
Año de Publicación: 2017

Título: Comunicaciones Industriales y WinCC
Autores: Luis Peciña Belmonte
Editorial: Marcombo
Año de Publicación: 2018

Título: Decentralization with Profibus-DP. Architecture and Fundamentals
Autores: J. Weigmann, G. Kilian
Editorial: Siemens
Año de Publicación: 2000

Título: Comunicaciones Industriales y WinCC
Autores: Luis Peciña Belmonte
Editorial: Marcombo
Año de Publicación: 2018

Título: Industry 4.0, The Industrial Internet of Things
Autores: Alasdair Gilchrist
Editorial: Apress Berkeley, CA
Año de Publicación: 2016

Revistas

Automática e Instrumentación http://www.tecnipublicaciones.com/automatica/
Control Engineering Practice. A Journal of IFAC, the International Federation of Automatic Control. http://www.elsevier.com/

Direcciones web

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/
OPC Foundation http://www.opcfoundation.org/