Automatismos Eléctricos,
Neumáticos e Hidráulicos
GUÍA DIDÁCTICA DEL PROFESOR
1. Presentación de la guía
La guía del profesor del módulo Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos ha sido elaborado teniendo en cuenta las capacidades terminales que deben conseguir los alumnos a la finalización del mismo. El conjunto de actividades, de tipo procedimental, ha de lograr que el alumno sea capaz de intervenir sobre automatismos de distintas tecnologías. Por todo ello, se destaca el carácter práctico de este desarrollo.
El contenido organizador, a partir del cual deben montarse y desarrollarse las estrategias y metodologías didácticas de este módulo profesional, es: Analizar, configurar y montar circuitos de automatismos en las diferentes tecnologías: eléctrica, neumática e hidráulica.
Las habilidades y contenidos que el alumno debe conseguir tienen como eje vertebrador este contenido fundamentalmente procedimental, por lo que se requiere estructurar su aprendizaje secuenciando los contenidos procedimentales e intercalando oportunamente los conceptos para que los alumnos adquieran el conjunto de conceptos y destrezas indicados en las capacidades terminales del Módulo.
En esta guía se recoge el Real Decreto del 22 de diciembre de 1995, número 2045/1995 publicado en el BOE el 13 de febrero de 1996 donde se establece el título de Técnico en Instalación y Mantenimiento Electromecánico de Maquinaria y Conducción de Líneas y las correspondientes enseñanzas mínimas.
La guía está dividida en 10 apartados, éstos son:
• Introducción al módulo.
• Capacidades terminales y criterios de evaluación.
• Orientaciones metodológicas.
• Índice secuencial de las unidades de trabajo: organización de los contenidos.
• Estructura de las unidades de trabajo del libro del alumno.
• Distribución temporal de las unidades de trabajo.
• Elementos curriculares o unidades de trabajo.
• Actividades, cuestiones, problemas y prácticas propuestas.
• Material didáctico (material y equipos didácticos).
• Material pedagógico de apoyo para la impartición del módulo.
2. Introducción al módulo
El módulo de Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos parte del perfil del ciclo formativo de Técnico en Instalación y Mantenimiento Electromecánico de Maquinaria y Conducción de Líneas de la familia de Mantenimiento y Servicios a la Producción.
Este ciclo está dividido en 12 módulos profesionales necesarios para obtener la titulación de Técnico en Instalación y Mantenimiento Electromecánico de Maquinaria y Conducción de Líneas. La duración establecida para este ciclo es de 2.000 horas, incluidas 380 horas de formación en centros de trabajo (FCT), divididas en 2 cursos académicos con cinco trimestres en el centro educativo y un sexto trimestre en el centro de trabajo.
El módulo de Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos, de carácter transversal, tiene una duración de 225 horas en el primer curso con una frecuencia de 7 horas semanales.
3. Capacidades terminales y criterios de evaluación
En este apartado se describe la secuenciación de las capacidades terminales y sus correspondientes criterios de evaluación, recogidas del Real Decreto del título publicado en el BOE antes citado son:
Capacidades terminales Criterios de evaluación
Interpretar planos y especificaciones técnicas relativas a los circuitos de automatismos de tecnología eléctrica (cableados y de control por programa), neumática,
electroneumática, hidráulica y electrohidráulica, identificando sus elementos.
• Identificar la simbología y elementos representados en el plano.
• Distinguir las diferentes vistas, cortes, detalles, etc., de los elementos de los distintos circuitos expresados en los planos y/o especificaciones del fabricante.
• A partir de un esquema representado en un plano, de una instalación de automatismos, que integre distintas
tecnologías y las especificaciones técnicas de los elementos que lo forman:
− Describir el funcionamiento de cada sistema y su relación con el conjunto en el esquema representado.
− Interpretar las especificaciones técnicas para la determinación de los elementos.
− Identificar las partes internas y externas de cada elemento mediante el empleo de vistas, cortes, detalles, etc., que aparece en los planos y en las especificaciones técnicas del fabricante.
Analizar automatismos eléctricos cableados y de control por
programa, identificando las distintas áreas de aplicación de los mismos y describiendo la tipología y
características de los equipos y materiales utilizados en su construcción.
• Diferenciar las características propias de los automatismos cableados de los programados.
• Clasificar por su función y tipología los distintos elementos utilizados en la realización de automatismos eléctricos.
• Enumerar las distintas áreas de aplicación de los automatismos eléctricos, explicando la evolución de éstos desde los sistemas cableados a los programados.
• En un caso práctico de análisis de un equipo de control cableado y partiendo de la documentación técnica del mismo:
− Explicar la secuencia de mando del equipo de control.
− Interpretar los esquemas eléctricos, discriminando el equipo/circuito de mando del circuito de fuerza e identificando los distintos elementos que los componen.
− Identificar la variación en los parámetros característicos del circuito suponiendo y/o realizando modificaciones en elementos del mismo, explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen.
− Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada
documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos, medidas, etc.).
Realizar pequeños programas para autómatas programables, dedicados al control de automatismos sencillos, utilizando el lenguaje de codificación y los equipos de programación adecuados.
• En un caso práctico de realización de un sencillo control automático programado de una máquina o proceso secuencial, a partir de las especificaciones funcionales y un equipo específico de control automático (autómata programable):
− Elaborar con precisión y claridad el diagrama de secuencia del control automático, determinando con precisión el número de entradas, salidas y elementos de programa que se van a utilizar.
− Codificar en el lenguaje apropiado el programa de control que cumpla las especificaciones prescritas.
− Depurar el programa, realizando las pruebas funcionales precisas, optimizando los recursos utilizados y la fiabilidad del mismo.
Analizar los circuitos neumáticos y electroneumáticos, identificando las distintas áreas de aplicación de los mismos y describiendo la tipología y características de los equipos y materiales utilizados en su construcción.
• Diferenciar las características propias de los automatismos neumáticos y electroneumáticos.
• Clasificar por su función y tipología los distintos elementos utilizados en la realización de automatismos neumáticos y electroneumáticos.
• Enumerar las distintas áreas de aplicación de los automatismos neumáticos y electroneumáticos.
• En un caso práctico de análisis de un automatismo electroneumático y partiendo de la documentación técnica del mismo:
− Explicar la secuencia de funcionamiento.
− Interpretar los esquemas neumáticos y electroneumáticos, discriminando el equipo/circuito de mando del circuito de fuerza, identificando los distintos elementos que los componen.
− Identificar la variación en los parámetros característicos del circuito suponiendo y/o realizando modificaciones en elementos del mismo y explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen.
− Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y de los resultados obtenidos,
estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos, medidas, etc.).
Analizar los circuitos hidráulico y electrohidráulico identificando las distintas áreas de aplicación de los mismos y describiendo la tipología y características de los equipos y materiales utilizados en su construcción.
• Diferenciar las características propias de los automatismos hidráulicos y electrohidráulicos.
• Clasificar por su función y tipología los distintos elementos utilizados en la realización de automatismos hidráulicos y electrohidráulicos.
• Enumerar las distintas áreas de aplicación de los automatismos hidráulicos y electrohidráulicos.
• En un caso práctico de análisis de un automatismo, hidráulico o electrohidráulico y partiendo de la documentación técnica del mismo:
− Explicar la secuencia de funcionamiento.
− Interpretar los esquemas hidráulicos o electrohidráulicos, discriminando el equipo/circuito de mando del circuito de fuerza, identificando los distintos elementos que los componen.
− Identificar la variación en los parámetros característicos del circuito suponiendo y/o realizando modificaciones en elementos del mismo y explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen.
− Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y de los resultados obtenidos,
Configurar físicamente sencillos automatismos cableados y/o programados para control automático (eléctrico, neumático electroneumático, hidráulico y electrohidráulico), elaborando la documentación técnica necesaria para su construcción, con los medios adecuados y utilizando la representación simbólica normalizada.
• En un supuesto práctico de configuración de un equipo de control automático, en el que se integren las distintas tecnologías, para una pequeña máquina o proceso
secuencial, y partiendo de las especificaciones funcionales y límites de coste:
− Interpretar las especificaciones funcionales del automatismo.
− Realizar al menos una configuración cableada y/o programada cercana a la relación coste-calidad establecida.
− Seleccionar a partir de catálogos técnico-comerciales los equipos y materiales que cumplan las especificaciones técnicas y económicas establecidas.
− Realizar los cálculos necesarios para la configuración del equipo.
− Documentar el proceso que se va a seguir en el montaje y pruebas del equipo, con los medios y en el formato adecuado:
- Descripción funcional del automatismo. - Esquemas.
- Listado de programas. - Pruebas y ajustes. - Lista de materiales.
Realizar, a partir de la
documentación técnica precisa, las operaciones simuladas de montaje, conexionado y pruebas funcionales de automatismos (eléctrico, neumático, electroneumático, hidráulico y electrohidráulico), utilizando los medios precisos y aplicando los procedimientos adecuados.
• En simulaciones de montaje sobre panel de automatismo, conexionado y puesta a punto de un control automático de una máquina y a partir de la documentación técnica necesaria (esquemas, lista de materiales, etc.):
− Distribuir los distintos elementos en el panel realizando los croquis necesarios para optimizar la disposición de los elementos y simular con la posición de los mismos su situación en la máquina.
− Efectuar el interconexionado físico de los elementos, asegurando una buena sujeción mecánica y una correcta conexión eléctrica.
− Ejecutar las pruebas funcionales en vacío de acuerdo con la documentación técnica, realizando ajustes y
modificaciones para una adecuada funcionalidad del mismo y recogiendo los resultados en el documento correspondiente.
4. Orientaciones metodológicas
En consonancia con los principios metodológicos generales que se derivan de la LOGSE, hemos de tener en cuenta que en la Formación Profesional Específica ha de aplicarse un aprendizaje significativo, para lo cual es necesario emplear un modelo constructivista.
Así, atendiendo a lo expuesto en la LOGSE Artículo 34, punto 3, la metodología que a continuación se reflejará pretende promover la integración de contenidos científicos, tecnológicos y organizativos, que favorezcan en el alumno la capacidad para aprender por sí mismo y para trabajar de forma autónoma y en grupo.
Dado el carácter formativo terminal del módulo y, teniendo en cuenta que el objetivo es la certificación de profesionalidad así como la inserción laboral del alumno, se han establecido los principios metodológicos desde el punto de vista práctico, sin perder como punto de mira el entorno socio-cultural, laboral y productivo.
Los principios metodológicos son:
1. Los contenidos estarán dirigidos de forma que se potencie el "Saber Hacer". 2. Secuenciar el proceso de aprendizaje de forma que las capacidades sean adquiridas
de forma adecuada.
3. Informar de los contenidos, capacidades terminales, criterios de evaluación, unidades de competencia, unidades de trabajo y actividades en el módulo.
4. Presentar los contenidos teóricos y prácticos de cada unidad didáctica. 5. Indicar los criterios de evaluación a seguir en cada unidad didáctica. 6. Realizar una evaluación inicial.
7. Comenzar las unidades didácticas con una introducción motivadora, poniendo de manifiesto la utilidad de la misma en el mundo profesional.
8. Presentar la documentación técnica necesaria para el desarrollo de las unidades de trabajo.
9. Realizar trabajos o actividades individuales o en grupo. 10. Llevar a cabo visitas técnicas y/o culturales.
11. Proporcionar la solución de supuestos prácticos como modelo de las actividades que hay que realizar.
12. Realizar actividades alternativas para afianzar el contenido de las unidades didácticas y unidades de trabajo.
13. Poner en común el resultado de las actividades.
14. Dar a conocer el entorno socio-cultural y laboral.
16. Utilizar el binomio teoría y práctica de forma permanente durante todo el proceso de Aprendizaje.
17. Comprobar y evaluar los conceptos, procedimientos y actitudes durante el desarrollo de las actividades.
5. Índice secuencial de las unidades de trabajo:
organización de los contenidos
El análisis de las capacidades terminales, criterios de evaluación y contenidos del currículo de este Módulo, junto con el contenido organizador elegido lleva a proponer una metodología en el proceso de enseñanza aprendizaje que se desarrolle alrededor de entrenadores que simulen situaciones reales de trabajo y que implique el manejo de bibliografía y documentación técnica.
Una propuesta importante, para el desarrollo de las actividades que lo requieran, es el trabajo en equipo y la puesta en común de resultados, criterios, dudas, etc. Con este tipo de actividades se intenta que los alumnos aprendan a dialogar, tengan la capacidad de discernir ante una serie de opiniones e informaciones, de interpretar sus contenidos, sacar las conclusiones oportunas, etc.
El Módulo se estructura en las siguientes Unidades Didácticas de contenidos, que dan cobertura a las capacidades terminales:
• UNIDAD DIDÁCTICA 1: Fundamentos de automatización.
• UNIDAD DIDÁCTICA 2: Mando y control de sistemas eléctricos.
• UNIDAD DIDÁCTICA 3: Autómatas programables.
• UNIDAD DIDÁCTICA 4: Sistemas neumáticos.
• UNIDAD DIDÁCTICA 5: Sistemas hidráulicos.
• UNIDAD DIDÁCTICA 1: Pretende formar en la estructura básica y fundamental de los conceptos sobre automatización. El alumno empieza a situarse y a introducirse en la terminología, los principios básicos de funcionamiento, etc., de un sistema automatizado. Desde este punto de vista, el profesor debe abordar las UTs con el breve tiempo asignado para que se desarrollen en el aula las enumeraciones de conceptos y conocimientos de manera muy superficial y global. En estas UTs no se trata de que el alumno analice, sino de que identifique y relacione conceptos.
• UNIDAD DIDÁCTICA 2: Eminentemente experimental. Se pretende que los
alumnos analicen y monten adecuadamente los dispositivos: detectores, sensores, reguladores y actuadores que configuran un automatismo eléctrico para el control de un sistema. Se instruye para realizar las medidas eléctricas fundamentales y se conectan las máquinas eléctricas más empleadas en circuitos de automatización.
• UNIDAD DIDÁCTICA 3. Se afronta la evolución y estructura de los autómatas
programables y la programación básica de los mismos. Para fijar los conceptos de programación, en primer lugar, se desarrollan a nivel de simulación para,
poste-FUNDAMENTOS DE AUTOMATIZACIÓN Fundamentos de automatización
Componentes de un sistema de control
riormente, pasar a la utilización de maquetas y dispositivos industriales reales, circuitos en los que participe el autómata como controlador.
• UNIDAD DIDÁCTICA 4: Se asocian componentes que funcionan con energía
neumática. Basándose en este funcionamiento se montan, diagnostican y localizan averías en circuitos electroneumáticos integrándose con elementos de tecnología eléctrica e incorporando en su control el autómata programable. Para su montaje se utilizan entrenadores y se examinan situaciones que guarden una dependencia con la realidad profesional.
• UNIDAD DIDÁCTICA 5: Esta Unidad Didáctica es similar a la 4 pero aplicado a
la hidráulica.
• UNIDAD DIDÁCTICA 6: En esta Unidad Didáctica el alumno deberá realizar
automatismos utilizando la técnica de automatización más apropiada o utilizando varios tipos de automatización de las utilizadas. Así podrá tener parte eléctrica, neumática e hidráulica. El mando del automatismo deberá residir en un autómata programable. Además, el alumno deberá realizar planos de la instalación realizados a mano o por métodos informáticos. El plano deberá incluir la simbología correcta y los convencionalismos y normas de representación.
6. Estructura de las unidades de trabajo del libro del alumno
Cada una de las unidades didácticas o capítulos del libro está compuesta por los siguientes apartados:
• Introducción
• Contenidos
• Objetivos.
• Desarrollo de los Contenidos.
• Problemas propuestos y actividades.
7. Distribución temporal de las unidades de trabajo
• UNIDAD DIDÁCTICA 1: Capítulos 1, 2 y 3
• UNIDAD DIDÁCTICA 2: Capítulos 4, 5 y 6
• UNIDAD DIDÁCTICA 3: Capítulos 9, 10, 12 y 17
• UNIDAD DIDÁCTICA 4: Capítulos 13 y 14
• UNIDAD DIDÁCTICA 5: Capítulos 15 y 16
• UNIDAD DIDÁCTICA 6: Actividades de los Capítulos 14 o 16.
Los Capítulos 7, 8 y 11 no están directamente definidos en ninguna Unidad Didáctica aunque su estudio puede ser necesario para abordar los capítulos 10 y 12.
Los Anexos I, II y III están directamente enlazados con la Unidad Didáctica 3. La distribución del tiempo asignado a cada capítulo son:
Capítulo 1.- Principios de automatización. 5 horas
Capítulo 2.- El sistema binario. Álgebra de Boole 5 horas
Capítulo 3.- La tabla de la verdad 10 horas
Capítulo 4. Dispositivos de mando automáticos 15 horas
Capítulo 5.- Procedimientos para el arranque de motores 10 horas
Capítulo 6.- Elementos de protección y medida 10 horas
Capítulo 9.- Autómatas programables 10 horas
Capítulo 10.- Programación de esquemas cableados 15 horas
Capítulo 12.- Sistemas secuenciales 25 horas
Capítulo 13.- Elementos de neumática 10 horas
Capítulo 14.- Mando neumático 30 horas
Capítulo 15.- Hidráulica aplicada 10 horas
Capítulo 16.- Circuitos hidráulicos 30 horas
Capítulo 17.- Programación con Simatic S7 15 horas
8. Elementos curriculares o unidades de trabajo
Los elementos curriculares que definen cada una de las unidades de trabajo o capítulos del libro son:
Capítulo 1.- Principios de automatización. Procedimientos (contenidos organizadores)
• Diferencias de los procesos automatizados
• Los principales tipos de sistemas automáticos.
• Las partes componentes de un sistema de control.
• El tipo de controlador de un proceso.
• Reconocimiento de los sensores de un sistema de control y determinación de la
función que realizan.
Actividades de enseñanza-aprendizaje
• Análisis, en equipos de trabajo, de los tipos de procesos automatizados en el entorno
del alumno indicando sus similitudes y diferencias. Análisis y debate sobre las mejoras e inconvenientes que la automatización produce en la producción, en la calidad del trabajo, en la seguridad e higiene, en los puestos de trabajo, etc.
• Realización de un listado de sistemas controlados con dispositivos todo o nada y
proporcionales, indicando las diferencias y similitudes que existen entre estos tipos de controladores.
Conocimientos (contenidos soporte)
1.1.- Concepto de automatización 1.2.- Técnicas de automatización 1.2.1.- Automatización mecánica 1.2.2.- Automatización neumática 1.2.2.- Automatización hidráulica 1.2.2.- Automatización eléctrica 1.2.2.- Automatización electrónica 1.3.- Tipos de controles de un proceso
1.3.2.- Control en lazo cerrado 1.4.- Tipos de procesos industriales
1.4.1.- Procesos continuos 1.4.2.- Procesos discretos
1.4.3.- Procesos discontinuos o por lotes 1.5.- Controladores secuenciales
1.5.1.- Asíncronos 1.5.2.- Síncronos
Criterios de evaluación
• Partiendo de un supuesto práctico describir:
• Los principales tipos de sistemas automáticos.
• Las partes componentes de un sistema de control.
• Las características de los procesos continuo, discontinuo y discreto. Las
caracte-rísticas básicas, utilizando diagramas de bloques, de los sistemas de control en lazo abierto y realimentados.
• Las características de los controladores todo o nada y sus diferencias y similitudes
con respecto a los proporcionales.
Capítulo 2.- El sistema binario. Álgebra de Boole Procedimientos (contenidos organizadores)
• Estudiar el sistema binario y las principales puertas lógicas.
• Conocer el álgebra de Boole como base para la realización de automatismos.
Actividades de enseñanza - aprendizaje
• Convertir números en sistema binario al sistema decimal.
• Escribir números decimales en notación decimal.
• Representar y clasificar, con la ayuda de documentación, las principales puertas
Conocimientos (contenidos soporte)
2.1.- Funcionamiento digital (binario) de un sistema. 2.1.1.- El sistema binario. 2.1.2.- Sistemas lógicos. 2.2.- Puerta -OR-2.3.- Puerta -AND-2.4.- Puerta -NOT-2.5.- El álgebra de Boole.
2.6.- Operaciones en el álgebra de Boole.
2.7.- Teoremas importantes del álgebra de Boole. 2.8.- Funciones del álgebra de Boole.
Criterios de evaluación
• Definir las principales puertas lógicas.
• Formular las principales leyes del álgebra de Boole.
• Simplificar algunas funciones utilizando los postulados del álgebra de Boole.
Capítulo 3.- La tabla de la verdad
Procedimientos (contenidos organizadores)
• Definir la tabla de la verdad y simplificar la tabla de la verdad por unos y/o por ceros.
• Describir los métodos de simplificación de las funciones de la tabla de verdad. En
particular el método de Karnaugh.
• Exponer otras funciones importantes de la lógica digital: Puertas NAND, NOR y
OR-EXCLUSIVA.
• Explicar los métodos de realización de las funciones lógicas con puertas lógicas y
con contactos.
Actividades de enseñanza-aprendizaje
• Realizar ejemplos de funciones utilizando la tabla de la verdad y realizando la
• Elaborar los esquemas de las funciones utilizando las puertas lógicas y los esquemas de contactos.
Conocimientos (contenidos soporte)
3.1.- Tabla de la verdad de una función lógica. 3.2.- Realización de funciones lógicas.
3.2.1.- Realización con puertas lógicas. 3.2.2.- Realización con esquemas de contactos. 3.2.3.- Otras funciones importantes.
3.3.- Definición de sistemas combinacionales.
3.4.- Síntesis de sistemas combinacionales. Tabla de Karnaugh.
Criterios de evaluación
• A partir de un problema lógico: plantear la tabla de la verdad, realizar la
simplificación por el método de Karnaugh, implementar la función con puertas lógicas y con esquemas de contactos.
• Identificar la simbología utilizada, la representación de la función y los componentes
físicos necesarios para la realización práctica del problema.
Capítulo 4.- Dispositivos de mando automáticos Procedimientos (contenidos organizadores)
• Identificación de los tipos de detectores (mecánicos, de posición, células, etc.) y
transductores de variables físicas (posición, temperatura, etc.).
• Montaje de pequeños circuitos de control con sensores.
• Identificación de las especificaciones técnicas, simbología, características físicas,
etc., de sensores y transductores con catálogos y documentación técnica.
• Medida de magnitudes eléctricas (polímetro, osciloscopio).
• Interpretación de esquemas básicos de componentes de automatismos con simbología
Actividades de enseñanza - aprendizaje
• Realización de esquemas de bloques completos sobre sistemas de control (sensores,
controlador y actuadores).
• Análisis de diferentes tipos de sensores y obtención de sus principales
especificaciones técnicas, esquemas, constitución interna, etc., utilizando manuales técnicos.
• Identificación de los sensores y partes del circuito acondicionador de la señal en
esquemas y planos de circuitos de control y descripción de los mecanismos de funcionamiento de los sensores discretos y dispositivos mecánicos de actuación relacionando sus partes componentes, simbología, etc.
• Realización de montajes de pequeñas aplicaciones utilizando sensores y
transductores.
• Análisis de los componentes de los circuitos de automatización y de sus elementos
auxiliares: relé temporizado, bloques de contactos etc., e identificación de sus partes principales, modos de conexión y operación.
Conocimientos (contenidos soporte)
4.1.- Sistemas cableados. Realización de esquemas básicos 4.2.- Encendido de una lámpara mediante relé
4.3.- Realización de automatismos básicos 4.4.- Automatismos con temporizadores
4.4.1.- Otros tipos de temporizadores
Criterios de evaluación
• A partir de un esquema representado en un plano, identificar:
• Los distintos elementos detectores utilizados en la realización de automatismos
eléctricos de control.
• Las funciones de cada uno de los bloques componentes de un sistema de control a
partir de un esquema de bloques facilitado.
• La simbología y elementos representados en un plano de circuitos automatizados, el
componente físico, sus terminales, conexiones, etc.
• El ámbito de aplicación de los transductores y los sensores discretos.
• Obtener las características y datos técnicos sobre transductores y sensores utilizando
• Diseño de un pequeño circuito que integre una célula fotoeléctrica (o sensor discreto) para el control valorando el funcionamiento correcto, la utilización de simbología normalizada en el esquema, el acabado del cableado, etc.
Capítulo 5.- Procedimientos para el arranque de motores. Procedimientos (contenidos organizadores)
• Identificación de los componentes utilizados en las instalaciones de automatización
eléctrica y de su simbología.
• Elección de las protecciones en máquinas eléctricas y del tipo de arranque de
motores de acuerdo a las variables indicadas por la placa de características.
• Regulación de velocidad y frenado en las máquinas eléctricas.
• Dibujo, a mano alzada, de circuitos de control de máquinas eléctricas.
• Conexión de circuitos de automatismos para el control de máquinas con dispositivos
eléctricos.
Actividades de enseñanza - aprendizaje
• Elaboración de cuadros resumen con los diferentes tipos de arranque, sus
caracte-rísticas y aplicaciones preferentes.
• Realización del conexionado en paneles de los diferentes circuitos de arrancadores
identificando sus características, similitudes y diferencias.
• Realización del conexionado de circuitos controladores de la velocidad y el frenado de un
motor analizando el diagrama de bloques del variador de frecuencia. Elaboración de dibujos de circuitos de automatización eléctrica utilizando simbología normalizada.
• Sustitución del cableado del circuito de control por autómatas programables en los
circuitos realizados de arranque, frenado, etc., de máquinas eléctricas.
Conocimientos (contenidos soporte)
5.1.- Arranque de un motor 5.1.1.- Corriente de arranque
5.2.- Procedimientos de arranque para motores asíncronos trifásicos 5.2.1.- Conexión estrella-triángulo
5.3.- Puesta en marcha de motores síncronos 5.3.1.- Arranque como motor asíncrono 5.3.2.- Motor asíncrono sincronizado 5.3.3.- Arranque mediante motor de arrastre
5.4.- Inversión de sentido de giro de los motores asíncronos
Criterios de evaluación
• A partir de una simulación en el panel realizar:
• La simbología, partes componentes, vistas, cortes, detalles, características y
utili-dades de los diversos dispositivos instalados en los automatismos eléctricos.
• Las variables que aparecen en la placa de características de los diversos tipos de motores.
• La utilización de los datos de la placa de características para determinar el tipo de
arranque, frenado y operaciones que se realicen sobre la máquina.
• En una aplicación práctica de conexión de circuitos de automatismos, valorar:
• La correcta elección de los componentes utilizados de acuerdo a las especificaciones
técnicas y su clasificación según la función que realizan y tipología.
• Su correcta conexión secuenciada de mando del equipo de control.
• El funcionamiento de acuerdo a las especificaciones requeridas.
• La identificación de las variables de los parámetros característicos explicando y
comprobando los efectos que producen cuando se modifican.
• La descripción del funcionamiento de cada sistema y su relación con el conjunto del
circuito.
Capítulo 6.- Elementos de protección y medida. Procedimientos (contenidos organizadores)
• Analizar los diferentes tipos de relés de protección.
• Diferenciar entre relés de intensidad y tensión.
• Conocer las características constructivas y el funcionamiento de los relés.
Actividades de enseñanza - aprendizaje
• Análisis de las partes que forman un relé de protección: entrada, convertidor, medida,
salida, accionador.
• Distinguir los distintos tipos de relés (electromagnéticos, inducción, térmicos, etc.) y
su aplicación.
• Aplicar el relé correspondiente en los montajes con automatismos y arranques de
motores.
• Realizar un cuadro resumen con los contenidos del “Reglamento electrotécnico de
baja tensión” sobre relés de protección y puesta a tierra.
Conocimientos (contenidos soporte)
6.1.- Diagrama de bloques de los relés de protección. 6.1.1.- Características de los relés.
6.1.2.- Criterios para detectar una anomalía en una instalación. 6.3.- Características eléctricas de construcción de los relés de protección.
6.3.1.- Relés de inducción. 6.3.2.- Relés electromagnéticos. 6.3.3.- Relés electrónicos. 6.3.4.- Relés electrodinámicos. 6.3.5.- Relés térmicos.
6.4.- Relés de protección, según la magnitud eléctrica que vigilan. 6.4.1.- Relé diferencial.
6.4.2.- Relé diferencial para máquinas rotativas y estáticas. 6.4.3.- Interruptores diferenciales.
6.5.- Relé de tensión.
6.5.1.- Relés de máxima tensión. 6.5.2.- Relés de mínima tensión.
6.5.3.- Relés de máxima y mínima tensión. 6.6.- Relés de intensidad.
6.6.1.- Relés de sobreintensidad con transformadores de intensidad. 6.6.2.- Relés térmicos.
6.6.3.- Relés térmicos diferenciales.
6.6.4.- Relés de máxima intensidad electromagnética. 6.6.5.- Relés de impedancia.
6.6.6.- Relés de frecuencia. 6.6.7.- Relés de potencia. 6.7.- Puesta a tierra de las máquinas.
6.8.- Normas del “Reglamento electrotécnico de baja tensión” para la puesta a tierra. 6.8.1.- Tomas de tierra.
6.8.2.- Líneas principales de tierra. 6.8.3.- Conductores de protección. 6.8.4.- Protección de las instalaciones.
Criterios de evaluación
• Identificar cada tipo de relé por su utilización y conexionado, así como su aplicación
más importante.
• Realizar la conexión correcta de cada tipo de relé de protección.
• Valorar la importancia de la normativa en relación a los relés de protección y puestas
a tierra.
Capítulo 9.- Autómatas programables
Procedimientos (contenidos organizadores)
• Seguimiento de las diferentes etapas del proceso de ejecución de un programa en un
dispositivo de control de lógica programada.
• Identificación de las equivalencias entre esquemas de contactos, esquemas de puertas
lógicas y programación en lista de instrucciones (nemónicos).
Actividades de enseñanza - aprendizaje
• Realización de diagramas de bloques sobre un sistema automatizado con sensores y
actuadores tomando al PLC como elemento controlador.
• Elaboración de programas de circuitos combinacionales en nemónicos, esquemas de
contactos y diagramas de puertas lógicas utilizando consola de programación y PC y comprobando el correcto funcionamiento de los mismos con el simulador de entradas.
• Realización de tablas con los códigos de errores y avisos de averías de los PLC's de
Conocimientos (contenidos soporte)
9.1.- Definición de autómata programable. 9.1.1. -• Para qué se utiliza?
9.1.2.- Aspecto de un autómata. 9.1.3.- La base: el sistema digital.
9.2.- Sistemas programados. Diferencias básicas. 9.2.1.- Representación de entradas y salidas.
9.2.2.- Programación de contactos de apertura y cierre. 9.2.3.- Instrucciones básicas Step 5.
9.2.4.- Realización de programas a partir de funciones de Boole.
Criterios de evaluación
• En un supuesto práctico de automatización mediante PLC describir:
• Los criterios para la elección de lógica cableada o programada en la realización de un
automatismo y sus características propias.
• Las partes componentes de un dispositivo lógico programable y elementos
periféricos.
• Diagramas de flujo que indiquen las etapas que sigue una instrucción desde que se
escribe en la consola hasta que se ejecuta por el microprocesador.
Capítulo 10.- Programación de esquemas cableados Procedimientos (contenidos organizadores)
• Programación de circuitos combinacionales en lista de instrucciones (AWL), en
esquema de contactos (KOP) y en diagrama de puertas lógicas (FUP) con ayuda de consola de programación y del PC.
• Interpretación de los mensajes de error, diagnosis de errores y averías e
Actividades de enseñanza - aprendizaje
• Obtención de listados de programas en nemónico, en esquemas de contactos y en
diagrama de puertas lógicas utilizando impresoras o soportes magnéticos (discos, memorias eprom).
• Realización de ejercicios de equivalencia entre programas de un mismo autómata
para la obtención de listados nemónicos a partir de esquema de contactos o de puertas equivalentes y viceversa.
• Realización de ejercicios de equivalencia entre programaciones de diversos
autómatas.
Conocimientos (contenidos soporte)
10.1. Introducción.
10.2. Realización de automatismos básicos. 10.3. Programación de temporizadores.
Criterios de evaluación
• En supuestos prácticos sobre automatismos combinacionales:
• Realizar programaciones de los esquemas en listado nemónico, esquema de contactos
y diagrama de puertas lógicas utilizando distintos tipos de PLC's y programando con consola y PC y valorando la correcta estructuración, la sencillez y claridad de diseño y el correcto funcionamiento.
• Interpretar el programa de control relacionando los diferentes subprogramas con las
etapas de funcionamiento del automatismo.
Capítulo 11.- Síntesis de sistemas secuenciales con autómatas. Procedimientos (contenidos organizadores)
• Programación de circuitos secuenciales realimentados e implementación con
biestables.
• Programación de circuitos utilizando dispositivos de control secuencial
• Visualización en pantalla del estado de los dispositivos programados y de los mensajes de error y averías.
• Obtención de los listados y esquemas programados mediante impresora y/o soportes
magnéticos (disquetes, memorias eprom etc.).
Actividades de enseñanza-aprendizaje
• Elaboración, con ayuda de la consola y de PC, de programas de circuitos
secuenciales y grafcet y comprobación del funcionamiento de los mismos con el simulador de entradas.
• Realización de la conexión de entradas-salidas reales para el control por medio del
PLC de circuitos de automatización.
• Realización de maquetas de circuitos simulados colocando los dispositivos sensores
y actuadores y realizando su conexión.
Conocimientos (contenidos soporte)
11.1.- Modelos de síntesis con autómatas programables. 11.1.1.- Modelo de autómata de Moore.
11.1.2.- Modelo de autómata de Mealy. 11.2.- Método de programación GRAFCET.
11.2.1.- Principios básicos. 11.2.2.- Etapas.
11.2.3.- Condiciones de transición.
11.2.4.- Reglas de evolución del GRAFCET. 11.3.- Ecuaciones lógicas.
11.4.- Otras posibilidades de GRAFCET.
11.4.1.- Elección condicional entre varias secuencias. 11.4.2.- Secuencias simultáneas.
11.4.3.- Salto condicional a otra etapa. 11.5.- Acciones asociadas a las etapas. 11.6.- Realización del programa.
11.6.1.- Condiciones iniciales. 11.6.2.- GRAFCET.
11.6.3.- Asignación de variables al autómata. 11.6.4.- Listado del programa del autómata. 11.6.5.- Movimiento de vaivén de un móvil. 11.7.- Método visual de programación.
Criterios de evaluación
• Realizar el diseño completo de programación de circuitos secuenciales a partir de la
tabla de estados, valorando:
• La correcta simplificación y la implementación con biestables.
• La programación mediante consola y PC.
• La obtención del listado mediante impresora y en soporte magnético.
• En una serie de planos o circuitos programados: analizar la función de los bloques
temporizador, contador, registros y funciones aritméticas identificando sus variables, simbología y la relación entre los dispositivos físicos reales y los programados.
• En un supuesto práctico sobre automatización de una máquina, valorar:
• La correcta obtención del esquema.
• La correcta explicación de la secuencia de mando del equipo de control.
• La identificación de variaciones en los parámetros característicos del circuito
suponiendo y/o realizando modificaciones en los elementos del mismo y explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen.
• La programación correctamente estructurada en lenguaje AWL y/o grafcet.
• El funcionamiento de acuerdo a las especificaciones.
• La impresión de esquemas y listados con impresora.
Capítulo 12.- Elementos de neumática.
Procedimientos (contenidos organizadores)
• Identificación de las etapas y componentes que forman un circuito neumático.
• Conexión entre las distintas etapas que forman un circuito neumático.
• Interpretación de planos y especificaciones técnicas sobre componentes y circuitos
neumáticos.
• Selección de los componentes de circuitos neumáticos de acuerdo a las
especifica-ciones técnicas utilizando catálogos técnicos y comerciales
Actividades de enseñanza - aprendizaje
• Comprobación del funcionamiento y características específicas de cada componente
• Comparación de las características principales obtenidas en el funcionamiento del dispositivo con las especificaciones técnicas de catálogos de fabricantes de com-ponentes neumáticos.
• Realización del croquis detallando las secciones y cortes de los componentes que
configuran los circuitos neumáticos.
• Realización del dibujo de diagramas de bloques y esquemas de circuitos neumáticos
(tratamiento del aire, mando y potencia en el montaje de circuitos).
• Realización del montaje de circuitos básicos de la actividad anterior experimentando
variaciones de funcionamiento.
Conocimientos (contenidos soporte)
12.1.- El aire comprimido. Principios fundamentales. 12.2.- Producción del aire comprimido.
12.2.1.- Compresores volumétricos. 12.2.2.- Turbocompresores.
12.2.3.- Accionamiento del compresor. 12.3.- Distribución del aire comprimido.
12.3.1.- Acumulador. 12.3.2.- Separador. 12.3.3.- Red de aire.
12.3.4.- Preparación del aire. 12.4.- Componentes neumáticos. 12.5.- Cilindros neumáticos.
12.5.1.- Cilindros de simple efecto. 12.5.2.- Cilindros de doble efecto.
12.5.3.- Cilindros de doble efecto con amortiguador. 12.5.4.- Unidad oleoneumática.
12.6.- Válvulas.
12.6.1.- Válvulas distribuidoras.
12.6.2.- Representación de las válvulas distribuidoras. 12.7.- Estudio funcional de las válvulas distribuidoras.
12.7.1.- Válvula 2/2. 12.7.2.- Válvula 3/2. 12.7.3.- Válvula 4/2. 12.7.4.- Válvula 5/2. 12.7.5.- Válvula 4/3.
12.7.6.- Empleo de las válvulas distribuidoras. 12.7.7.- Válvulas antirretorno.
12.7.9.- Válvulas de escape rápido. 12.7.10.- Válvulas de simultaneidad. 12.7.11.- Reguladores de caudal. 12.7.12.- Temporizadores. 12.7.13.- Accesorios. Criterios de evaluación
• En un supuesto práctico neumático:
• Identificar los componentes que configuran los circuitos neumáticos y
electroneu-máticos sobre planos y esquemas simbólicos describiendo sus partes componentes, funcionamiento, función del componente en el conjunto, etc.
• En los croquis de componentes de un circuito neumático valorar el detalle de las
vistas y secciones necesarias para su identificación.
• Justificar que las características especificadas en los catálogos de los componentes
neumáticos que forman un circuito montado concuerdan con las obtenidas en el análisis funcional del circuito: velocidad del cilindro, caudal de paso, presión aplicada, secuencia establecida.
• Relacionar los símbolos de carácter neumático que aparecen en los planos de
sistemas automáticos con los componentes reales describiendo la función que realiza el conjunto.
Capítulo 13.- Mando neumático.
Procedimientos (contenidos organizadores)
• Configuración de circuitos electroneumáticos con cilindros de simple y doble efecto.
• Selección de los componentes de los circuitos electro• neumáticos en catálogos técnico
comerciales.
• Conexión de los elementos de circuitos electroneumáticos a partir de esquemas.
• Comprobación de los parámetros y especificaciones en un circuito electroneumático.
• Actuación sobre los componentes de un circuito electroneumático que alteran los
parámetros de funcionamiento estableciendo la relación causa-efecto.
• Interpretación de planos en circuitos electroneumáticos y de las especificaciones
Actividades de enseñanza - aprendizaje
• Elaboración de esquemas (según normas DIN e ISO) que respondan a condiciones de
funcionamiento de circuitos y comprobación del funcionamiento de circuitos utilizando el software adecuado para la simulación.
• Comprobación del funcionamiento de los elementos que intervienen en el
funciona-miento de un circuito electroneumático.
• Realización del montaje y conexionado de los elementos que conforman circuitos
electro-neumáticos sobre panel: de ensayo y comprobación del funcionamiento contrastando los resultados obtenidos con las características; enunciadas y con las especificaciones sobre componentes de los catálogos técnicos y elaborando diagramas espacio-fase y espacio-tiempo en los circuitos electro-neumáticos.
• La resolución, conexión y verificación de circuitos deben responder a las siguientes
configuraciones:
• Mando de cilindros de simple efecto (circuito de mando manual, circuito con
detectores que limitan su recorrido, circuito con regulación de velocidad).
• Mando de cilindros de doble efecto (circuito con mando manual, circuito con
detectores limitadores de su recorrido, circuito con válvulas de seguridad y selectoras de circuito, circuito con regulación de velocidad, circuito dependiente de los cambios de presión y circuito temporizado).
• Circuitos con condiciones particulares (con paro de emergencia, con opción de
sistema semiautomático y automático).
Conocimientos (contenidos soporte)
13.1. Tipos de mandos neumáticos. 13.2. Instalaciones neumáticas.
13.2.1. Mando directo de un cilindro de simple efecto mediante pulsador. 13.2.2. Mando directo de un cilindro de doble efecto mediante pulsador. 13.2.3. Mando de un cilindro de simple efecto desde dos puntos distintos. 13.2.4. Mando condicional de un cilindro de simple efecto.
13.2.5. Control de la velocidad en los cilindros de simple efecto. 13.2.6. Control de la velocidad en los cilindros de doble efecto. 13.2.7. Aumento de la velocidad en los cilindros de doble efecto. 13.2.8. Mando indirecto de un cilindro de simple efecto.
13.2.9. Mando indirecto de un cilindro de doble efecto. 13.2.10. Mando condicional de un cilindro de doble efecto.
13.2.11. Mando de un cilindro de doble efecto con retroceso automático. 13.2.12. Mando automático de un cilindro de doble efecto.
13.2.14. Mando de un cilindro de doble efecto con anulador de señal. 13.2.15. Señales intermedias durante el avance del cilindro.
13.3. Electroneumática. 13.3.1 Electroválvulas.
13.3.2. Mando electroneumático. 13.4. Ejemplos realizados con autómatas.
Criterios de evaluación
• En un supuesto práctico describir:
• Las diferencias, características propias y aplicaciones de los automatismos
neumá-ticos y electroneumáneumá-ticos.
• Áreas de aplicación de automatismos electro-neumáticos.
• El proceso para la obtención del circuito: secuencia, diagramas, cálculos de los
parámetros de velocidad, presión, fuerza que transmite, etc.
• En un caso práctico de montaje de circuitos electro-neumáticos:
• Seleccionar en catálogos técnico-comerciales de elementos que cumplan condiciones
y especificaciones técnicas establecidas.
• Aumentar el proceso que hay que seguir en el montaje y pruebas del circuito
realizándolo en el formato adecuado.
• Representar el esquema del circuito.
• Comprobar el funcionamiento del circuito a nivel de simulación y de montaje sobre
panel de ensayo.
• Obtener datos de su funcionamiento y elaborar una memoria final.
Capítulo 14.- Hidráulica aplicada
Procedimientos (contenidos organizadores)
• Identificación de las etapas principales y de los componentes que configuran los
circuitos hidráulicos.
• Cálculo para la valoración de los parámetros fundamentales que intervienen en un
circuito hidráulico.
• Elección de componentes para circuitos hidráulicos y especificación de sus
características y designación utilizando catálogos de fabricantes de componentes hidráulicos.
• Identificación de la simbología normalizada de los componentes de circuitos hidráulicos.
Actividades de enseñanza-aprendizaje
• Realización de la conexión de circuitos hidráulicos siguiendo los esquemas
propuestos y comprobando el caudal que envía la bomba hidráulica al circuito y la presión absorbida.
• Actuación sobre las válvulas que influyen en el funcionamiento del circuito
comprobando las variaciones en los parámetros principales: caída de presión, caudal, presión y potencias.
• Realización del cálculo de factores principales que intervienen en los circuitos
hidráulicos utilizando los diagramas y tablas que aparecen en los catálogos de fa-bricantes de componentes presiones, pérdidas de presión, velocidad del flujo, velocidad del actuador, presión a la salida de la bomba hidráulica, potencia absorbida, etc.
• Comparación de los parámetros principales especificados en el enunciado, en los
cálculos realizados y en los datos obtenidos de catálogo.
Conocimientos (contenidos soporte)
14.1.- Principios físicos fundamentales. 14.2.- Magnitudes físicas. 14.2.1.- Unidad de presión. 14.2.2.- Transmisión de fuerza. 14.2.3.- Ley de circulación. 14.2.4.- Energía hidráulica. 14.2.5.- Rozamiento y circulación.
14.3.- Fluidos hidráulicos y sus principales características. 14.3.1.- Viscosidad.
14.3.2.- Índice de viscosidad. 14.4.- Bombas hidráulicas. Sus tipos.
14.4.1.- Bombas de caudal fijo. 14.4.2.- Bombas de caudal variable. 14.4.3.- Bombas de engranajes. 14.4.4.- Bomba de paletas. 14.4.5.- Bombas de pistones.
14.5.1.- Estructuración en bloques de una instalación hidráulica. 14.5.2.- Depósito de aceite.
14.5.3.- Filtro. 14.5.4.- Manómetro.
14.5.5.- Válvulas de cierre y limitadoras de presión. 14.5.6.- Tuberías y conducciones. 14.6.- Válvulas. 14.6.1.- Válvulas distribuidoras 2/2. 14.6.2.- Válvulas distribuidoras 3/2. 14.6.3.- Válvulas distribuidoras 4/2. 14.6.4.- Válvulas distribuidoras 5/2. 14.6.5.- Válvulas distribuidoras 4/3. 14.6.6.- Válvulas de caudal.
14.6.7.- Válvulas reguladoras de presión. 14.7.- Elementos hidráulicos de trabajo.
14.7.1.- Cilindros.
14.7.2.- Motores hidráulicos.
Criterios de evaluación
• Identificar en un sistema hidráulico:
• Las diferencias, características propias y aplicaciones de circuitos hidráulicos y
electroneumáticos.
• Las etapas principales que lo configuran y campos de aplicación.
• Funcionamiento e intervención en un circuito hidráulico.
• Los componentes que lo forman.
• En un caso práctico de circuito hidráulico montado sobre panel:
• Explicar su funcionamiento.
• Calcular la presión de funcionamiento mediante el empleo de catálogos de
fabricantes.
• Identificar y designar en el esquema del circuito los componentes que lo forman
utilizando para ello el análisis del funcionamiento de un circuito básico.
• Hacer un croquis de las válvulas que intervienen en el circuito montado empleando
las vistas y secciones necesarias.
• Aplicar las normas de seguridad en la conexión y funcionamiento del circuito
Capítulo 15.- Circuitos hidráulicos.
Procedimientos (contenidos organizadores)
• Interpretación de planos en circuitos hidráulicos y de las especificaciones técnicas en
los catálogos.
• Montaje de circuitos hidráulicos, medidas de seguridad adoptadas para asegurar el
montaje y funcionamiento correcto del circuito.
• Comprobación de los parámetros resultantes en el circuito con sus especificaciones y
con los catálogos de fabricantes de componentes.
• Actuación sobre los componentes de un circuito hidráulico que altera los parámetros
de funcionamiento estableciendo la relación causa-efecto.
Actividades de enseñanza - aprendizaje
• Simulación de circuitos hidráulicos mediante software, partiendo de enunciados
simples, en los que intervenga un cilindro.
• Realización del cálculo y comprobación de los parámetros especificados en el
enunciado de los circuitos propuestos.
• Realización del montaje y comprobación del funcionamiento de circuitos hidráulicos
sobre panel de ensayo.
• Obtención y contraste entre los valores de los parámetros calculados y especificados
en los enunciados de los circuitos mediante el análisis funcional.
• Aplicación de las normas de seguridad en el montaje y funcionamiento de circuitos
hidráulicos.
Conocimientos (contenidos soporte)
15.1.- Gobierno de un cilindro de simple efecto 15.2.- Mando de un cilindro de doble efecto
15.3.- Mando de un cilindro de doble efecto mediante válvula 4/3 15.4.- Regulación de velocidad de avance de un cilindro
15.5.- Regulación del caudal de entrada 15.6.- Regulación del caudal de salida 15.7.- Regulación de presión
15.8.- Circuito de avance rápido 15.9.- Electrohidráulica
Criterios de evaluación
• En enunciados sobre automatización con tecnología hidráulica:
• Obtener el esquema correcto de montaje.
• Simular el circuito partiendo del esquema simbólico.
• Montar el circuito a partir del esquema.
• Comprobar, analizando el funcionamiento del circuito: sobre panel, los parámetros
calculados y consultados en catálogos: caudal, presión, fuerza que debe transmitir, pérdidas de presión y caudal, rendimiento y potencias.
• Realizar mediciones de los parámetros calculados utilizando técnicas adecuadas y
eligiendo correctamente los aparatos de medida así como sus rangos y escalas de medición.
• Elaborar una tabla con los resultados experimentales y aquellos que provienen del
cálculo y aplicación de catálogos de firmas comerciales interpretando las diferencias existentes.
• Comprobar las modificaciones realizadas sobre los componentes: regulador de
caudal y variador de presión y los efectos causados en el funcionamiento del circuito.
9. Actividades, cuestiones, problemas y prácticas propuestas
Estas actividades, cuestiones, problemas y prácticas propuestas son un modelo de las que se pueden plantear o proponer durante el desarrollo de cada capítulo, no sólo al final del mismo. De todas formas es el profesor quien decidirá en cada momento, en función del tipo de alumnado, el modelo de las actividades que más convengan.
Capítulo 1
• Realizar un estudio de los automatismos más comunes que nos rodean. Puede servir
la lista del problema anterior:
• Clasificar los procesos según el problema anterior
• Diferenciarlos según el tipo de automatización: eléctrica, neumática, etc.
• Realizar diagramas de bloque de los automatismos explicando qué tipo de
automatización lleva cada uno. Soluciones:
• Ascensor: Continuo, asíncrono, automatización eléctrica-electrónica.
• Puerta automática: Continuo, síncrono, automatización electrohidráulica o electro-neumática.
En muchos casos la solución del tipo de automatismo depende de la aplicación concreta en que estemos pensando. Por ejemplo, si pensamos en una puerta automática de un comercio será, en la mayoría de los casos, electroneumática; sin embargo, una puerta automática de una cochera podría ser totalmente eléctrica o electrohidráulica.
Capítulo 2
• Buscar información sobre las puertas lógicas comerciales y realizar una tabla con
las más importantes: referencias y estructura interna, según la estructura de la siguiente tabla:
La finalidad de esta actividad es que el alumno se familiarice con los circuitos integrados comerciales, por lo que puede relacionar catálogos de distintos fabricantes o de distintas tecnologías: TTL y CMOS.
Capítulo 3
• En una planta química existen cuatro tanques que contienen líquidos que están
Haciendo cuatro grupos de cuatro unos queda: F = BD + AD + BC + AC
al nivel máximo. Las salidas de los sensores C y D son bajas cuando la temperatura es satisfactoria y altas en caso contrario.
Diseñar un circuito lógico que detecte cuándo el nivel en el tanque A o en el B es alto y al mismo tiempo la temperatura en cualquiera de los tanques C o D es alta. En ambas actividades, realizar los montajes:
• Usando las reglas del álgebra de Boole utilizando el mínimo número de puertas
distintas.
• Relación de puertas lógicas y circuitos integrados utilizados.
• Esquema teórico y práctico.
Solución: Es importante hacer notar que se trata sólo de un ejemplo, no de un caso posible.
Capítulo 4
• El circuito de la figura representa el problema propuesto en el capítulo en que se
pide el esquema de un automatismo de encendido secuencial de tres lámparas de forma que al encenderse la siguiente se apague la anterior y que, además, el funcionamiento sea cíclico.
Capítulo 5
• Utilizando el “Reglamento electrotécnico de baja tensión” o el reglamento de
alguna compañía suministradora de energía, recopílense por escrito en una memoria aquellos artículos que limitan los valores de la corriente absorbida en el arranque de los motores y las prescripciones referentes a los procedimientos de arranque en general.
• Realícese una memoria-inventario de todo los motores de que disponemos en el
aula-taller y el procedimiento de arranque más adecuado para cada uno.
Capítulo 6
• Realícese un cuadro resumen, sobre los tipos de relés de protección en el que
aparezcan: el resumen de funcionamiento, tres aplicaciones prácticas de cada uno y sus características técnicas.
• Utilizando el “Reglamento electrotécnico para baja tensión”, recopílense todos
aquellos artículos que tratan sobre protecciones.
Capítulo 7
Un sistema contador unido a un sensor realiza la cuenta de las botellas y envía a un comparador, mediante un bus de ocho bits, el número BCD de botellas que han salido de la máquina.
Diseñar el sistema que detecte que el número de botellas que han salido es igual al número programado por el operario; asimismo, se diseñará el sistema de visualización con displays de cátodo común.
Capítulo 9
• En el aula taller realiza el cableado de los automatismos de mando cableado que
aparecen en este capítulo. Debes utilizar:
• Relés o contactores: debes comprobar qué contactos están normalmente abiertos (en reposo) y cuáles están normalmente cerrados.
• Siguiendo las pautas de simplificación de funciones por Karnaugh y la
programación STEP 5 vamos a realizar un ejercicio para la realización de un display de 7 segmentos, como los dígitos de las calculadoras y relojes.
Queremos que aparezcan los números 0 a 9 en el display en función del código binario de las entradas del autómata, según la tabla siguiente:
A B C D N.º 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 1 0 1 0 X 1 0 1 1 X 1 1 0 0 X 1 1 0 1 X 1 1 1 0 X 1 1 1 1 X
N.º A B C D S T U V X Y Z 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 9 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 X 1 0 1 0 X 1 0 1 1 X 1 1 0 0 X 1 1 0 1 X 1 1 1 0 X 1 1 1 1
Simplifica por Karnaugh y obtén el programa STEP 5.
Capítulo 10
• En el aula-taller, vamos a realizar un automatismo de una inversión de giro de un
motor de inducción trifásico. Para conseguir la inversión de giro en un motor de este tipo basta con invertir dos de las fases que le llegan al motor.
El automatismo se debe realizar utilizando un autómata programable, que se programará con un programa de relés incompatibles. Es preferible utilizar el pro-grama de los relés incompatibles pasando por paro, con la finalidad de poder parar un tiempo y, a continuación, invertirle el giro.
En este esquema tenemos, por una parte, la conexión del motor a la red trifásica. En el centro de la figura aparece el cableado de las entradas del autómata, que será de 24 Vcc. El rectángulo representa la entrada del autómata correspondiente. La figura de la derecha será la conexión de las salidas del autómata. En este caso se ha utilizado el modelo de SIMATIC AG-90, para otros modelos se deben consultar los manuales de conexión del autómata.
Como complemento a esta actividad modificar el programa para que el motor gire durante un tiempo en un sentido, se detenga durante otro tiempo y gire en el sentido contrario, permaneciendo así hasta que se actúe sobre el pulsador de parada.
Como programa de mando podemos utilizar el que aparece en la figura 10.3 del libro.
En el capítulo 17 aparece esta misma actividad pero para el modelo de autómata S7. El programa en formato AWL, en este caso, sería:
Capítulo 11
Sabiendo que el juego de la Loto tiene números del 1 al 49, diseñar un sistema que nos genere estos números de forma aleatoria para jugar a dicho juego. Utilizar para el desarrollo circuitos del tipo 74192.
Capítulo 12
Una escalera mecánica se coloca en el estado de disponibilidad para el servicio a través del pulsador de puesta en servicio. El arranque en ésta sólo debe iniciarse en el caso de que sea interrumpida la célula fotoeléctrica, lo que supone que una persona ha entrado en la escalera. Después de cada interrupción de la célula fotoeléctrica, debe permanecer conectada la escalera mecánica durante 40 segundos.
La desconexión de ésta puede suceder como consecuencia de:
• Que esté accionado el pulsador "desconexión".
• Por aviso del termostato de sobrecarga.
• Por accionamiento del pulsador de emergencia.
• El estado de disponibilidad para la marcha se visualiza a través de una lámpara
"servicio disponible" (figura 8).
Figura 9.
En la figura 9 podemos ver el diagrama de estados de este problema y, a continuación, el programa para STEP5 en formato AWL.
Estado: 1
UN A32.0 Servicio disponible UN A32.1 Relé célula
fotoeléctrica UN A32.2 Motor escalera UN A32.3 Señal de alarma = M 0.1
Transición del Estado: 1 Al Estado: 2 U M 0.1 U E32.0 Inicio S M 0.2 Estado: 2 U M 0.2 S A32.0 S A32.1
Transición del Estado: 2 Al Estado: 3 U M 0.2
U E32.1 Se interrumpe la célula fotoeléctrica
R M 0.2 S M 0.3
Transición del Estado: 2 Al Estado: 5 U M 0.2 U( O E32.2 Emergencia O E32.3 Parada ) R M 0.2 R A32.0 R A32.1 S M 0.5 Estado: 3 U M 0.3 S A32.0 S A32.1
S A32.2 Se pone en marcha la escalera Transición del Estado: 3
Al Estado: 4 U M 0.3
UNE32.1 Se deja de interrumpir la CF R M 0.3
S M 0.4
Transición del Estado: 3 Al Estado: 5 U M 0.3 U( O E32.2 O E32.3 ) R M 0.3 R A32.0 R A32.1 R A32.2 S M 0.5 Estado: 4 U M 0.4 S A32.0 S A32.1 S A32.2 LK T 400 .1 Tiempo de funcionamiento SE T 1
Transición del Estado: 4 Al Estado: 3 U M 0.4
U E32.1 Nueva interrupción de la CF R M 0.4
S M 0.3
U M 0.4
U T 1 Fin tiempo R M 0.4
R A32.2 S M 0.2
Transición del Estado: 4 Al Estado: 5 U M 0.4 U( O E32.2 O E32.3 ) R M 0.4 R A32.0 R A32.1 S M 0.5 Estado: 5 U M 0.5
= A32.3 Señal de alarma Transición del Estado: 5 Al Estado: 1 U M 0.5
UNE32.2 Fin de parada UNE32.3 Fin de emergencia R M 0.5
BE
• En el aula taller de automatismos vamos a desarrollar un pequeño proyecto de
automatización de un cruce de semáforos. Se automatizará un cruce de semáforos como el de la figura 10 (se pueden plantear otros cruces distintos).
La secuencia de funcionamiento puede ser la siguiente:
La calle principal comenzará en verde (semáforos 1 y 2), el semáforo 2 pasará a ámbar y a continuación a rojo, inmediatamente pasará el semáforo 3 a verde. El semáforo 1 pasará un tiempo después a naranja y a rojo y el semáforo 4 a verde. A continuación de un tiempo, pasará el 3 y 4 a naranja y a rojo y el 1 y 2 a verde, con lo que el proceso se repite.
En la figura 11 aparece un diagrama Visual, que nos puede servir para realizar el programa. El autómata ideal para realizar esta actividad es el modelo AG-95. Identificación de salidas:
SEMÁFORO 1 SEMÁFORO 3 SEMÁFORO 2 SEMÁFORO 4
Rojo A 32.0 Rojo A 32.3 Rojo A 32.6 Rojo A 33.1
Ámbar A 32.1 Ámbar A 32.4 Ámbar A 32.7 Ámbar A 33.2
Listado del programa STEP 5 en formato AWL: Estado: 1 UN A32.0 UN A32.1 UN A32.2 UN A32.3 UN A32.4 UN A32.5 UN A32.6 UN A32.7 UN A33.0 UN A33.1 UN A33.2 UN A33.3 = M 0.1
Transición del Estado: 1 Al Estado: 2 U M 0.1 U E32.0 S M 0.2 Estado: 2 U M 0.2 = A32.2 = A33.0 S A32.3 S A33.1 LK T 150 .1 SE T 1
Transición del Estado: 2 Al Estado: 3 U M 0.2 U T 1 R M 0.2 S M 0.3 Estado: 3 U M 0.3 = A32.1 = A32.7 LK T 20 .1 SE T 2
Transición del Estado: 3 Al Estado: 4 U M 0.3 U T 2 R M 0.3 R A32.3 R A33.1 S M 0.4
Estado: 4 U M 0.4 S A32.6 S A32.0 = A32.5 = A33.3 LK T 150 .1 SE T 3
Transición del Estado: 4 Al Estado: 5 U M 0.4 U T 3 R M 0.4 S M 0.5 Estado: 5 U M 0.5 = A32.4 = A33.2 LK T 20 .1 SE T 4
Transición del Estado: 5 Al Estado: 1 U M 0.5 U T 4 R M 0.5 R A32.6 R A32.0 BE Capítulo 13
• Realiza una clasificación de los elementos neumáticos del aula taller de neumática,
dibujando sus símbolos y realizando un pequeño inventario.
• Realiza un esquema de la instalación de aire comprimido, enumerando sus
elementos: Acumulador, separador, red de aire (filtro, regulador de presión y engrasador).
Capítulo 14
Se trata de realizar el esquema de la instalación neumática necesaria.
• Elevador clasificador para paquetes.
Para la realización del programa tenemos:
• Cinco finales de carrera (A0, Al, B0, B1).
• Dos detectores de posición (C0, Cl).
• Tres cilindros: dos de simple efecto (B y C) y uno de doble efecto (A).
• Una báscula encargada de la clasificación de los paquetes.
• Cuatro cintas transportadoras.
• Dos luces indicadoras, que nos informarán sobre qué tipo de paquete estamos
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
El proceso se inicia con el transporte de uno de los paquetes a la báscula; una vez clasificado el paquete en la báscula, se encenderá una luz indicadora del tipo de paquete (luz 1 será paquete grande y luz 2 será paquete pequeño). A continuación el paquete es transportado por la cinta 1 hasta el plano elevador. El cilindro C eleva los paquetes. Acto seguido los paquetes son clasificados; los paquetes pequeños son colocados en la cinta 2 por el cilindro A, y los paquetes grandes son colocados en la cinta 3 por el cilindro B. El cilindro elevador C se recupera sólo cuando los cilindros A y B llegan a la posición final. Diremos que el problema se puede resolver de dos maneras diferentes, en modo digital y en modo analógico; ambos modos aparecen resueltos en el esquema de contactos. En la figura 13 se ilustra el proceso a automatizar.
Capítulo 15
• La actividad que hay que realizar va a ser similar a la realizada en el tema 11, pero
con los elementos hidráulicos.
• Realiza una clasificación de los elementos hidráulicos del aula taller, dibujando sus
símbolos y realizando un pequeño inventario.
• Realiza un esquema de la instalación hidráulica, enumerando sus elementos:
Depósito de aceite, filtro, manómetro, válvulas de cierre y limitadoras de presión, tuberías y conducciones.
Capítulo 16
• Gobierno de seis cilindros hidráulicos: A, B , C, D, E y F.
Como actividad vamos a realizar el gobierno de seis cilindros hidráulicos de doble efecto y sus correspondientes finales de carrera.
El proceso a seguir es el siguiente:
Contacto de inicio; retroceso del cilindro A; avance del cilindro B; avance del cilindro C; retroceso del cilindro C; retroceso del cilindro B; avance del cilindro A; avance del cilindro D; retroceso del cilindro D; avance del cilindro E; retroceso del cilindro E; avance del cilindro D; retroceso del cilindro D; avance del cilindro E; retroceso del cilindro E; avance del cilindro D; retroceso del cilindro D; retroceso del cilindro C; avance del cilindro F; retroceso del cilindro F y fin del proceso, hasta que se vuelva a dar una nueva orden de marcha.
Los cilindros utilizados son de doble efecto con electroválvulas 3/2 .
10. Material didáctico (material y equipos didácticos)
Para impartir las clases de este módulo partimos del libro de Automatismos eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos, como base para poder realizar el proceso de aprendizaje. Además, debemos utilizar el siguiente material:
• Equipo básico del MEC para el desarrollo del módulo.
• Catálogos de fabricantes relacionados con el módulo.
• Transparencias que expliquen algunos capítulos del libro o los propios católogos.
• Vídeos y diapositivas desarrolladas por el profesor, alumnos o adquiridas en
empresas.
11. Material pedagógico de apoyo para al impartición del módulo
Procedimientos para el arranque de motores (Transparencias):
• Corriente de arranque
Límites de la relación corriente máxima/corriente nominal Motores de 0,75 a 1,5 Kw Imáx/Inom < 4,5
Motores de 1,55 a 5 Kw Imáx/Inom < 3 Motores de 5 a 15 Kw Imáx/Inom < 2 Motores de más de 15 Kw Imáx/Inom < 1,5
Disminuir la velocidad significa disminuir el par de arranque:
