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Sistemas Electrónicos y de Instrumentación Industrial
Curso 2017/18
1. Datos Descriptivos de la Asignatura
ASIGNATURA: Sistemas Electrónicos y de Instrumentación Industrial CÓDIGO: 335661203
- Centro: Escuela Superior de Ingeniería y Tecnología
- Titulación: Máster en Ingeniería Industrial
- Plan de Estudios: 2014 (publicado en 30-01-2014)
- Rama de conocimiento: Arquitectura e Ingeniería
- Itinerario/Intensificación:
- Departamento/s: - Área/s de conocimiento:
  • Tecnología Electrónica
- Curso: 2
- Carácter: Obligatoria
- Duración: Cuatrimestral
- Créditos ECTS: 4.5
- Horario:
- Dirección web de la asignatura: http://www.campusvirtual.ull.es
- Idioma: Castellano e Inglés (Decreto 168/2008: un 5% será impartido en Inglés)


2. Requisitos para cursar la asignatura
No se han establecido


3. Profesorado que imparte la asignatura
Profesor/a Coordinador/a: JOSE MIGUEL DELGADO HERNANDEZ
- Grupo: GT, PA, GE (PE101, PE102)
- Departamento: Ingeniería Industrial
- Área de conocimiento: Tecnología Electrónica
- Lugar Tutoría: Anexo al Laboratorio de Comunicaciones y Teledetección en la planta baja del edificio de Física y Matemáticas
- Horario Tutoría: Martes de 12:00 a 14:00 y Viernes de 13:00 a 15:00
- Teléfono (despacho/tutoría):
- Correo electrónico: jdelher@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es


4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
- Bloque formativo al que pertenece la asignatura: Tecnologías Industriales: Maquinaria e instrumentación industrial
- Perfil profesional: Ingeniería Industrial


5. Competencias
Básicas
[CB6] Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
[CB9] Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
[CB10] Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Específicas: Tecnologías industriales
[TI2] Conocimiento y capacidad para proyectar, calcular y diseñar sistemas integrados de fabricación.
[TI3] Capacidad para el diseño y ensayo de máquinas.
[TI7] Capacidad para diseñar sistemas electrónicos y de instrumentación industrial.
[TI8] Capacidad para diseñar y proyectar sistemas de producción automatizados y control avanzado de procesos.
Generales
[CG5] Realizar la planificación estratégica y aplicarla a sistemas tanto constructivos como de producción, de calidad y de gestión medioambiental.
[CG6] Gestionar técnica y económicamente proyectos, instalaciones, plantas, empresas y centros tecnológicos.


6. Contenidos de la asignatura
Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
- Profesor/a: José Miguel Delgado Hernánez
- Temas:

1. Introducción a la Instrumentación
1.1. Introducción
1.2. Componentes de un sistema generalizado de medida
1.3. Características, especificaciones y parámetros de los sistemas de medida.

2. Sensores Resistivos. Aplicaciones y acondicionamiento
2.1. Potenciómetros.
2.2. Termistores
2.3. LDR
2.4. Galgas extensiométricas
2.5. Detectores de temperatura resistivos RTD
2.6. Acondicionamiento de sensores resistivos. Amplificadores de Instrumentación.

3. Sensores de reactancia variable. Aplicaciones y acondicionamiento
3.1. Sensores capacitivos
3.2. Sensores inductivos
3.3. Sensores electromagnéticos
3.4. Aplicaciones y acondicionamiento

4. Sensores generadores. Acondicionamiento.
4.1. Introducción
4.2. Sensores optoelectrónicos
4.3. Piezoeléctricos y ultrasonidos
4.4. Termopares
4.5. Sensores electroquímicos
4.6. Acondicionamiento de sensores generadores

5. Otros circuitos de acondicionamiento. Transmisión de señal.

6. Conversión analógica/digital y digital/analógico.

7. Instrumentación inteligente. Sensores industriales
7.1. Buses de comunicaciones industriales.
7.2. Instrumentación inteligente.
7.3. Sensores industriales. Aplicación y configuración.

8. Sistemas de Adquisición de Datos.
8.1. Arquitectura de los Sistemas de Adquisición de Datos
8.2. Tarjetas y módulos de PLC para de adquisición de datos
8.3. Control de supervisión y adquisición de datos (SCADA)

9. Instrumentación virtual

10. Sistemas de adquisición de datos avanzados

PROGRAMA DE PRÁCTICAS

1. Medidas de posición, distancia, proximidad, fuerza, presión, velocidad angular, temperatura.
2. Sistema de adquisición en un proceso industrial
3. Instrumentación Inteligente.
4. Tarjetas de adquisición de datos. Sistemas de instrumentación virtual con LabVIEW
Actividades a desarrollar en otro idioma
En virtud de lo dispuesto en la normativa autonómica (Decreto 168/2008, de 22 de julio ) un 5% del contenido será impartido en inglés.


7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante
Descripción
• Enseñanza expositiva: Clases teóricas donde el profesor expondrá los contenidos básicos de la asignatura recogidos en el apartado 6. El profesorado aportará material adicional (apuntes o bibliografía) para reforzar lo explicado en clase, así como permitir la preparación previa de las mismas por parte de los alumnos.

• Resolución de ejercicios y problemas: Esta metodología docente será ejecutada generalmente por el profesor, aunque se plantearán al alumno nuevos ejercicios y problemas que deberá resolver fuera del horario de clase de manera individual o grupal (máximo de 4 alumnos). La solución a los ejercicios planteados se podrá resolver en el aula o en tutorías, a fin de evaluar el progreso del alumno. Se orientarán las sesiones con problemas reales de instrumentación electrónica.

• Prácticas de laboratorio: Los grupos estarán integrados por un máximo de 3 alumnos y estarán coordinadas por el profesor. Sin embargo, esto no exime al alumno de preparar concienzudamente las prácticas a realizar (contarán con suficiente información para ello), pues se evaluará su desempeño durante las mismas, así como su capacidad para superar cualquier prueba de ejecución que se les plantee. Por tanto, no consistirán exclusivamente en la realización de unos determinados ejercicios claramente especificados, sino se planteará un determinado problema relacionado al que deberán dar solución.

• Tutorías: Están orientadas a supervisar el progreso del alumno y del grupo al que pertenece (con un máximo de 6 integrantes). Se realizará con al menos una periodicidad mensual para llevar a cabo dicho seguimiento y poder corregir cualquier deriva actitudinal o deficiencia formativa del alumno o su grupo, orientando así su trabajo futuro.

• Trabajos en grupo y trabajos individuales: Se plantearán una serie de actividades semanales (resolución de ejercicios y problemas, realización de trabajos, etc.) que orienten el estudio y trabajo del alumno, y que fomenten la colaboración entre ellos.

• Estudio y trabajo autónomo: El alumno debe dedicar semanalmente un número importante de horas a la preparación de la asignatura de manera individual, a fin de adaptarse en la medida de lo posible al ritmo de las clases teóricas y prácticas. Efectivamente, el número de horas dedicadas finalmente al estudio autónomo dependerá de las capacidades personales y conocimientos previos de cada alumno. Por término medio, la suma de horas semanales ocupadas en actividades no presenciales (individuales o grupales) debe ser similar al número total de horas presenciales recibidas.

Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante
Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias
Clases teóricas  24.00      24  [CB6], [CB10], [TI2], [TI3], [TI7], [TI8]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)  12.00      12  [CB6], [CB9], [CB10], [CG5], [CG6], [TI2], [TI3], [TI7], [TI8]
Realización de trabajos (individual/grupal)  3.00   5.00   8  [CB9], [CB10], [TI7], [TI8]
Estudio/preparación clases teóricas     34.50   34.5  [CB6], [CB10], [TI7]
Estudio/preparación clases prácticas     18.00   18  [CB6], [CB9], [CB10], [TI7], [TI8]
Preparación de exámenes     10.00   10  [CB6], [CB10], [TI7], [TI8]
Realización de exámenes  3.00      3  [CB6], [CB9], [TI7]
Asistencia a tutorías  3.00      3  [CB6], [CB9], [CB10], [TI7]
Total horas  45   67.5   112.5 
Total ECTS  4.5 


8. Bibliografía / Recursos
Bibliografía básica
- Oswaldo B. González Hernández, Sergio E. Hernández Alonso, Silvestre Rodríguez Pérez (2013). Instrumentación Electrónica. 
Oswaold B. González Hernández. Fotocopias Campus 2013
I.S.B.N.: 978-84-695-9385-1

Ramón Pallás Areny, Òscar Casas, Ramón Bragós; (2010). Sensores y acondicionadores de señal : problemas resueltos
Barcelona: Marcombo, D.L.
ISBN:84-267-1494-3978-84-267-1494-7

- Ramón Pallás Areny (2005) Adquisición y distribución de señales. Barcelona: Marcombo.
ISBN:84-267-0918-4

- Francisco Rogelio Palomo Pinto Alfredo Pérez Vega-Leal; Eduardo Galván Díez (2006). Problemas resueltos de instrumentación electrónica. Universidad de Sevilla . Secretariado de Publicaciones 2006
ISBN:84-472-1061-8978-84-472-1061-8

- Stanley Wolf, Richard Smith (2003). Student Reference Manual for Electronic Instrumentation Laboratories, 2/e. Prentice Hall
ISBN: 0-13-042182-0

- Cory L. Clark (2005). LabVIEW Digital Signal Processing. McGraw-Hill
ISBN: 0071444920

- Richard Figliola, Donald Beasley (2005). Theory and Design for Mechanical Measurements. Wiley
ISBN: 0-471-44593-2

- Miguel Ángel García Pérez y otros (2011). Instrumentación electrónica, Ed. Thomson-Paraninfo (2ª edición), Madrid.




Bibliografía complementaria
- Enrique Mandado y otros, Instrumentación Electrónica, Ed. Marcombo, Barcelona, 1995.

- Antonio Mánuel Lázaro y otros, Problemas resueltos de instrumentación y medidas electrónicas, Ed. Paraninfo,
Madrid, 1994.

- Joaquín del Río Fernández, S. Shariat-Panani, D. Sarriá y A.M. Làzaro, LabVIEW: programación para sistemas de
instrumentación, Ed. Garceta, Madrid, 2011.

- Albert D. Helfrick, William D. Coope
Otros recursos
- Web de National Instruments
- Web de Allen Bradley
- Web de Mathworks
- Sección de educación de la página Web del Massachusetts Institute of Technology (MIT): http://web.mit.edu/education


9. Sistema de evaluación y calificación
Descripción
La evaluación continua de la asignatura comprenderá el uso de mecanismos para el seguimiento continuo del progreso del alumno y un examen final. El peso de ambas estrategias evaluativas en la nota final de la asignatura, siempre y cuando la nota del examen supere el 4, sería el siguiente:
- Ejercicios y prácticas: 60%
- Examen final: 40%

Si en el examen final no se supera la calificación de 4, la nota final de la asignatura será la obtenida en dicho examen. Este examen final consistirá en una prueba de desarrollo de conceptos teóricos y resolución de problemas. Mientras, la evaluación de ejercicios y prácticas atenderá a diferentes procedimientos realizados a lo largo del curso tales como la realización de trabajos y la presentación de informes, pruebas de respuesta corta relacionadas con las clases prácticas así como pruebas de ejecución, junto con la valoración de las competencias actitudinales del alumno. Los pesos de las distintas estrategias de evaluación aplicadas, indicando las competencias evaluadas en cada caso, se muestran en la siguiente tabla.

La evaluación de ejercicios y prácticas a lo largo del curso comprende dos grandes bloques de actividades (cada una con un peso del 50% en la nota relativa a este apartado), que pretenden evaluar diferentes aspectos relacionados con el aprendizaje del alumnado:

• Trabajo en grupo: Se configurarán grupos de trabajo de cuatro a seis integrantes, que deberán llevar a cabo diferentes actividades a lo largo del curso (trabajos, resolución de ejercicios y problemas, presentaciones en clase, informes de progreso y de estado.). Los alumnos deberán dedicar 2 horas a la semana a trabajar con su grupo en resolver las actividades que se les soliciten. Los trabajos de grupo estarán orientados al diseño de sistemas electrónicos y a su desarrollo, solventando los problemas prácticos que puedan surgir. Los equipos de trabajo deberán realizar durante el curso un proyecto de instrumentación electrónica: Definición, diseño, prototipos y pruebas y documento final de diseño.

• Prácticas: Los grupos de prácticas estarán integrados por los mismos componentes que los grupos de trabajo, pudiendo dividirse para la mejor realización de las prácticas. La asistencia a las mismas es obligatoria y contará como parte de la evaluación.


La nota obtenida en la evaluación a lo largo del curso sólo será efectiva durante el curso académico correspondiente. En el caso de no superar el proceso de evaluación continua, los alumnos podrán optar a la realización de un examen por escrito que aglutine todos los aspectos relativos a la misma, de manera paralela a los exámenes de las convocatorias de junio, julio y septiembre, manteniendo éste igualmente un peso del 60% sobre el total de la nota de la asignatura. Sin menoscabo de lo anterior, el examen el examen final (40% de la nota de la asignatura) y sus condiciones se aplican en los mismos términos en este supuesto.

Estrategia Evaluativa
TIPO DE PRUEBA COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN
Pruebas de respuesta corta  [CB6], [CB9], [CB10], [TI7]    • Conocer los aspectos prácticos básicos para el trabajo con componentes e instrumentos electrónicos
• Ser capaz de interpretar resultados y realizar mediciones con instrumentos electrónicos
• Poseer un vocabulario técnico adecuado  
 10% 
Pruebas de desarrollo  [CB6], [CB9], [CB10], [TI2], [TI3], [TI7], [TI8]    • Conocer los aspectos teóricos y prácticos básicos de la asignatura
• Expresarse con concreción y adecuadamente al comunicar sus ideas por escrito
• Saber resolver problemas relacionados con la instrumentación electrónica  
 40% 
Trabajos y proyectos  [CB6], [CB9], [CB10], [CG5], [CG6], [TI7], [TI8]   • Aplicar sus conocimientos al desarrollo de nuevas aplicaciones
• Saber manejar documentación técnica en inglés
• Cooperar con otros alumnos para dar solución a un problema complejo
• Saber comunicar sus ideas por escrito y oralmente  
 20% 
Informes memorias de prácticas  [CB6], [CB9], [CB10], [TI7], [TI8]   • Expresarse con concreción y adecuadamente al comunicar sus ideas por escrito
• Saber realizar cálculos y analizar críticamente resultados 
 5% 
Pruebas de ejecuciones de tareas reales y/o simuladas  [CB6], [CB9], [CB10], [CG5], [CG6], [TI2], [TI3], [TI7], [TI8]    • Demostrar habilidades prácticas para resolver y ejecutar tareas
• Saber analizar e interpretar la información suministrada por los instrumentos electrónicos para dar solución a un problema de tipo práctico 
 10% 
Técnicas de observación  [CB9], [TI2], [TI3], [TI7], [TI8]    • Mostrar iniciativa
• Cooperar con otros alumnos para ejecutar tareas o resolver problemas
• Saber comunicar sus ideas oralmente o por escrito
• Demostrar razonamiento crítico
• Saber escuchar a sus compañeros y colaborar con ellos  
 5% 
Pruebas de desarrollo (evaluación prácticas)  [CB6], [CB9], [CB10], [TI7], [TI8]    • Aplicar sus conocimientos a la resolución de tareas de tipo práctico trabajando en grupo
• Saber resolver problemas básicos relacionados con la instrumentación electrónica  
 10% 


10. Resultados de Aprendizaje
 1. Comprender los principios básicos de la medición, los elementos que intervienen en ella y los parámetros que la caracterizan.
2. Conocer las aplicaciones más significativas de los sistemas de instrumentación.
3. Comprender el funcionamiento y las características de una amplia variedad de sensores que se usan con frecuencia en las instalaciones industriales.
4. Poder clasificar esa variedad de sensores según la magnitud medida o el parámetro variable.
5. Conocer sus aplicaciones posibles y saber discernir cual sería el más adecuado para cada caso.
6. Comprender la utilización del acondicionamiento de señal para diferentes tipos de sensores.
7. Ser consciente de las distintas formas de señales de entrada y salida asociadas con los diversos transductores, así como valorar la necesidad de un procesamiento electrónico de la señal que permita su interconexión con los equipos de medida.
8. Conocer los diferentes buses de comunicación usados en instrumentación industrial y sus características.
9. Conocer sistemas de adquisición avanzados y sistemas SCADA.
8. Conocer distintos sistemas de instrumentación programable y virtual. 


11. Cronograma / calendario de la asignatura
Descripción
 Entre las modalidades de enseñanza-aprendizaje a aplicar encontramos de tipo presencial (clases teóricas, resolución de ejercicios y problemas, prácticas de laboratorio, tutorías) y no presencial (realización de actividades y trabajos en grupo, estudio autónomo).

Las primeras semanas se impartirán clases de teoría con resolución de problemas prácticos. Las prácticas comenzarán dos semanas más tarde y se irán compaginando con trabajos grupales e informes de prácticas.
Las dos últimas semanas estarán destinadas a exposiciones y exámenes teórico - prácticos.

* La distribución de los temas por semana es orientativo, puede sufrir cambios según las necesidades de organización docente. 

Primer Cuatrimestre
SEMANA Temas Actividades de
enseñanza aprendizaje
Horas
de trabajo
presencial
Horas
de trabajo
autónomo
Total
Semana 1:  Tema 1   - Clases teóricas Tema 1: Sistemas de medida.   3.00   3.00   6 
Semana 2:  Tema 1
Tema 2 
 - Clases teóricas Tema 2: Sensores resistivos
- Resolución de ejercicios y problemas: Sistemas de medida. 
 3.00   3.00   6 
Semana 3:  Tema 2
Práctica 1 
 - Clases teóricas Tema 2: Acondicionamiento sensores resistivos.
- Resolución de ejercicios y problemas: Sensores resistivos.
- Prácticas de laboratorio: Medidas I 
 3.00   4.00   7 
Semana 4:  Tema 2
Tema 3
Práctica 1 
 - Clases teóricas Tema 3: Sensores reactancia variable y su acondicionamiento.
- Resolución de ejercicios y problemas: Acondicionamiento sensores resistivos.
- Prácticas de laboratorio: Medidas II 
 3.00   4.00   7 
Semana 5:  Tema 3
Tema 4
Práctica 2
 
 - Clases teóricas Tema 4: Sensores generadores.
- Resolución de ejercicios y problemas: Sensores de reactancia variable.
- Prácticas de laboratorio: Sistema de adquisición I 
 3.00   4.00   7 
Semana 6:  Tema 4
Práctica 2 
 - Clases teóricas Tema 4: Acondicionamiento sensores generadores.
- Resolución de ejercicios y problemas: Sensores generadores
- Prácticas de laboratorio: Sistema de adquisición II 
 3.00   6.00   9 
Semana 7:  Tema 1
Tema 2
Tema 3
Tema 4
Práctica 2 
 - Exposición trabajos en grupo: Sensores
- Resolución de ejercicios y problemas: Acondicionamiento sensores generadores
- Prácticas de laboratorio: Sistema de adquisición III 
 3.00   6.00   9 
Semana 8:  Tema 5
Práctica 3 
 - Clases teóricas Tema 5: Acondicionamiento y transmisión señal.
- Prácticas de laboratorio: Instrumentación avanzada I 
 3.00   4.00   7 
Semana 9:  Tema 6
Práctica 3 
 - Clases teóricas Tema 6: Conversión A/D y D/A
- Resolución de ejercicios y problemas: Acondicionamiento y transmisión señal.
- Prácticas de laboratorio: Instrumentación avanzada II 
 3.00   4.00   7 
Semana 10:  Tema 7
Práctica 3 
 - Clases teóricas Tema 7: Buses e Instrumentación Inteligente
- Resolución de ejercicios y problemas: Conversión A/D y D/A
- Prácticas de laboratorio: Instrumentación avanzada III 
 3.00   4.00   7 
Semana 11:  Tema 7   - Clases teóricas Tema 7: Sensores industriales
- Trabajo en grupo: Instrumentación Inteligente
 
 3.00   4.00   7 
Semana 12:  Tema 8
Práctica 4 
 - Clases teóricas Tema 8: Sistemas de adquisición de datos.
- Prácticas de laboratorio: Tarjetas de adquisición I 
 3.00   3.00   6 
Semana 13:  Tema 8
Práctica 4 
 - Clases teóricas Tema 8: Sistemas de SCADA
- Prácticas de laboratorio: Tarjetas de adquisición II 
 2.00   3.00   5 
Semana 14:  Tema 9
Práctica 4 
 - Clases teóricas Tema 9: Instrumentación virtual.
- Prácticas de laboratorio: Instrumentación virtual I 
 2.00   3.00   5 
Semana 15:  Tema 9
Tema 10
 
 - Clases teóricas Tema 10: Sistemas de adquisición avanzada.
- Prácticas de laboratorio: Instrumentación virtual II 
 2.00   3.00   5 
Semanas 16 a 18:  Exámenes
Informes
Exposición 
 - Exposición grupos.
- Entregas de informes prácticas.
- Prueba final. 
 3.00   9.50   12.5 
Total horas 45 67.5 112.5


Fecha de última modificación: 06-09-2017
Fecha de aprobación: 31-07-2017