Curso de Programación de Sistemas de Control

Lección 1 • Tipos de Señales y Estándares de Transmisión

Explica los formatos de señal analógica y digital utilizados entre los dispositivos de campo y los controladores. Los estudiantes interpretan las especificaciones de las señales e identifican los estándares de transmisión comunes.

Lección 2 • Visión General de la Automatización Industrial

Presenta el propósito y el alcance de la automatización industrial en entornos de fabricación y de proceso. Establece el vocabulario y el contexto para todo el estudio posterior de los sistemas de control.

Lección 3 • Arquitecturas de Sistemas de Control

Examina las topologías de control centralizadas, distribuidas e híbridas. Los estudiantes relacionan las opciones de arquitectura con los requisitos de la aplicación y las limitaciones operativas.

Lección 4 • Fundamentos de Seguridad y Normativa

Presenta los conceptos de seguridad funcional y los marcos normativos que rigen los sistemas de control industrial. Los estudiantes reconocen las categorías de peligro y los requisitos de documentación obligatoria.

Lección 1 • Ciclo de Ejecución y Modelo de Funcionamiento

Analiza el ciclo de ejecución del PLC desde la lectura de entradas hasta la actualización de las salidas. Los estudiantes predicen el comportamiento temporal y diseñan programas que cumplen con los requisitos de respuesta determinista.

Lección 2 • Organización de la Memoria y Tipos de Datos

Explica las regiones de memoria de programa, datos y sistema dentro de un PLC. Los estudiantes asignan variables y estructuras de datos para favorecer una ejecución eficiente del programa.

Lección 3 • Arquitectura de Hardware del PLC

Detalla los módulos de CPU, los racks de E/S, las fuentes de alimentación y la comunicación por bus posterior. Los estudiantes identifican las funciones de los módulos y especifican el hardware para una aplicación dada.

Lección 4 • Configuración de E/S Discretas y Analógicas

Cubre el cableado, el escalado y el filtrado de los canales de E/S discretos y analógicos. Los estudiantes configuran los módulos para que coincidan con las especificaciones de los dispositivos de campo y los requisitos del proceso.

Lección 1 • Programación con Diagramas de Bloques de Función

Presenta la programación gráfica de flujo de datos utilizando bloques de función interconectados. Los estudiantes construyen soluciones de control modulares y reutilizan bloques de bibliotecas certificados.

Lección 2 • Diseño de Diagramas de Función Secuencial

Explica la lógica de etapas y transiciones para el control secuencial de procesos utilizando SFC. Los estudiantes modelan procesos de múltiples pasos y gestionan las divergencias, convergencias y rutas de excepción.

Lección 3 • Lista de Instrucciones y Selección de Lenguaje

Presenta IL como lenguaje de bajo nivel y establece criterios para elegir entre los cinco lenguajes. Los estudiantes seleccionan el lenguaje óptimo para cada tipo de tarea de control.

Lección 4 • Programación en Texto Estructurado

Cubre la programación textual de alto nivel para cálculos y algoritmos complejos. Los estudiantes escriben código ST legible y mantenible siguiendo las guías de estilo industrial.

Lección 1 • Métodos de Ajuste de Controladores

Cubre los métodos de ajuste empíricos y basados en modelos, incluyendo los enfoques de Ziegler-Nichols e IMC. Los estudiantes aplican cada método y comparan el rendimiento resultante del lazo.

Lección 2 • Algoritmo PID y sus Modos

Explica las acciones proporcional, integral y derivativa y su efecto combinado en el comportamiento del lazo. Los estudiantes predicen cómo afecta cada modo al seguimiento del punto de consigna y al rechazo de perturbaciones.

Lección 3 • Estrategias Avanzadas de Lazo

Presenta el control en cascada, anticipativo, de relación y de anulación para gestionar interacciones complejas del proceso. Los estudiantes diseñan esquemas de lazo múltiple que superan el rendimiento de un PID de lazo simple.

Lección 4 • Validación del Rendimiento del Lazo

Enseña la evaluación cuantitativa del rendimiento utilizando IAE, ISE y pruebas de escalón en el punto de consigna. Los estudiantes identifican lazos desajustados u oscilatorios y aplican un reajuste correctivo.

Lección 1 • Protocolos de Bus de Campo y su Configuración

Cubre la configuración y puesta en servicio de dispositivos PROFIBUS, DeviceNet y FOUNDATION Fieldbus. Los estudiantes configuran relaciones maestro-esclavo y verifican el intercambio de datos.

Lección 2 • Solución de Problemas de Red y Ciberseguridad

Enseña el aislamiento sistemático de fallos de red utilizando analizadores de protocolos y herramientas de diagnóstico. Los estudiantes aplican los principios de defensa en profundidad para proteger las redes industriales de las ciberamenazas.

Lección 3 • Protocolos de Ethernet Industrial

Explica el funcionamiento y la configuración de PROFINET, EtherNet/IP y Modbus TCP. Los estudiantes configuran redes Ethernet en tiempo real y verifican el intercambio determinista de datos.

Lección 4 • Fundamentos de Redes Industriales

Presenta el modelo OSI adaptado para uso industrial y la jerarquía de red desde el campo hasta la empresa. Los estudiantes asignan los tipos de dispositivos a las capas de red apropiadas.

Lección 1 • Sistemas de Gestión de Alarmas

Cubre la filosofía de alarmas, la racionalización y la priorización alineadas con los estándares de gestión de alarmas del sector. Los estudiantes configuran sistemas de alarma que minimizan las alarmas molestas y facilitan la respuesta del operador.

Lección 2 • Arquitectura del Sistema SCADA

Explica los componentes de SCADA, incluyendo servidores, clientes, controladores de comunicación e historiadores. Los estudiantes diseñan arquitecturas de sistema que cumplen con los requisitos de disponibilidad y escalabilidad.

Lección 3 • Historiador y Registro de Datos

Enseña la configuración del historiador de procesos para la recogida de datos a alta velocidad, la compresión y la recuperación. Los estudiantes diseñan bases de datos de variables y consultan datos históricos para su análisis.

Lección 4 • Principios de Diseño de Pantallas HMI

Aplica los principios de factores humanos y conciencia situacional al diseño de pantallas de operador. Los estudiantes crean pantallas de alto rendimiento que reducen el error del operador y el tiempo de respuesta.

Lección 1 • Fundamentos del Control Predictivo por Modelo

Presenta los principios del MPC, incluyendo los horizontes de predicción, la gestión de restricciones y los objetivos de optimización. Los estudiantes construyen y prueban controladores MPC lineales para procesos multivariables.

Lección 2 • Técnicas de Optimización Energética

Enseña la gestión de la demanda, la planificación de cargas y la optimización de variadores de velocidad para reducir el consumo energético. Los estudiantes calculan los ahorros energéticos e implementan la lógica de control para alcanzar los objetivos de rendimiento.

Lección 3 • Gestión de Lotes y Recetas

Aplica los modelos de control de lotes ISA-88, incluyendo los elementos de receta, equipo y procedimiento. Los estudiantes configuran servidores de lotes y ejecutan recetas multifásicas con pistas de auditoría completas.

Lección 4 • Integración del Control Estadístico de Procesos

Aplica gráficos SPC e índices de capacidad para monitorizar la variación del proceso y activar acciones de control. Los estudiantes integran datos SPC con sistemas PLC y SCADA para el control de calidad en tiempo real.

Lección 1 • Pruebas de Aceptación en Sitio y Arranque

Cubre las comprobaciones de lazo, la verificación de enclavamientos y los procedimientos de arranque por fases para la puesta en marcha de plantas reales. Los estudiantes gestionan los riesgos del arranque y realizan la transición de los sistemas desde la puesta en marcha hasta el estado operativo.

Lección 2 • Documentación del Proyecto y Entrega

Establece la documentación final de obra, las listas de repuestos y los paquetes de formación de operadores para la entrega del sistema. Los estudiantes recopilan los registros completos del proyecto que favorecen el mantenimiento a largo plazo del sistema.

Lección 3 • Diseño y Especificación del Sistema

Cubre la especificación funcional, las listas de E/S, las matrices de causa y efecto y el desarrollo de la narrativa de control. Los estudiantes elaboran paquetes de diseño completos que guían la adquisición de hardware y la programación.

Lección 4 • Pruebas de Aceptación en Fábrica

Enseña la planificación de FAT, el desarrollo de scripts de prueba y el seguimiento de defectos para la verificación de sistemas de control. Los estudiantes ejecutan procedimientos FAT estructurados y documentan los resultados según los criterios de aceptación.