Curso de Programación, Control y Monitoreo

Lección 1 • Tipos de Señales y Estándares de Transmisión

Explica los formatos de señales analógicas y digitales utilizados entre dispositivos de campo y controladores. Los estudiantes interpretan especificaciones de señales e identifican estándares de transmisión comunes.

Lección 2 • Panorama General de la Automatización Industrial

Introduce el propósito y el alcance de la automatización industrial en entornos de manufactura y procesos. Establece el vocabulario y el contexto para todo el estudio posterior de sistemas de control.

Lección 3 • Arquitecturas de Sistemas de Control

Examina las topologías de control centralizado, distribuido e híbrido. Los estudiantes relacionan las elecciones de arquitectura con los requisitos de la aplicación y las restricciones operativas.

Lección 4 • Fundamentos de Seguridad y Regulación

Introduce los conceptos de seguridad funcional y los marcos regulatorios que rigen los sistemas de control industrial. Los estudiantes reconocen las categorías de peligros y los requisitos de documentación obligatoria.

Lección 1 • Ciclo de Exploración y Modelo de Ejecución

Analiza el ciclo de exploración del PLC desde la lectura de entradas hasta la actualización de 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 etiquetas y estructuras de datos para apoyar la ejecución eficiente del programa.

Lección 3 • Arquitectura de Hardware del PLC

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

Lección 4 • Configuración de E/S Discretas y Analógicas

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

Lección 1 • Programación en Diagrama de Bloques de Función

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

Lección 2 • Diseño de Diagrama de Función Secuencial

Explica la lógica de pasos y transiciones para el control secuencial de procesos utilizando SFC. Los estudiantes modelan procesos de múltiples pasos y manejan la divergencia, convergencia y rutas de excepción.

Lección 3 • Lista de Instrucciones y Selección de Lenguaje

Introduce IL como un 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 de alto nivel basada en texto para cálculos y algoritmos complejos. Los estudiantes escriben código ST legible y mantenible siguiendo guías de estilo industrial.

Lección 1 • Métodos de Sintonización de Controladores

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

Lección 2 • Algoritmo PID y Modos

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

Lección 3 • Estrategias Avanzadas de Lazo

Introduce el control en cascada, prealimentado, de razón y por anulación para manejar interacciones complejas de procesos. Los estudiantes diseñan esquemas de lazos múltiples que superan al PID de lazo simple.

Lección 4 • Validación del Desempeño del Lazo

Enseña la evaluación cuantitativa del desempeño utilizando IAE, ISE y pruebas de escalón en el punto de ajuste. Los estudiantes identifican lazos desintonizados u oscilatorios y aplican la resintonización correctiva.

Lección 1 • Protocolos de Bus de Campo y Configuración

Cubre la configuración y puesta en marcha 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 fallas de red utilizando analizadores de protocolo y herramientas de diagnóstico. Los estudiantes aplican principios de defensa en profundidad para proteger las redes industriales de amenazas cibernéticas.

Lección 3 • Protocolos Ethernet Industrial

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

Lección 4 • Fundamentos de Redes Industriales

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

Lección 1 • Sistemas de Gestión de Alarmas

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

Lección 2 • Arquitectura del Sistema SCADA

Explica los componentes 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 recolección, compresión y recuperación de datos a alta velocidad. Los estudiantes diseñan bases de datos de etiquetas y consultan datos históricos para su análisis.

Lección 4 • Principios de Diseño de Pantalla HMI

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

Lección 1 • Fundamentos del Control Predictivo Basado en Modelo

Introduce los principios de MPC incluyendo horizontes de predicción, manejo de restricciones y 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 programación de carga y la optimización con variadores de velocidad para reducir el consumo energético. Los estudiantes calculan ahorros de energía e implementan lógica de control para alcanzar metas de eficiencia.

Lección 3 • Gestión de Lotes y Recetas

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

Lección 4 • Integración del Control Estadístico de Procesos

Aplica gráficos SPC e índices de capacidad para monitorear 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 verificaciones de lazos, la verificación de enclavamientos y los procedimientos de arranque por fases para la puesta en marcha de la planta en vivo. Los estudiantes gestionan los riesgos de arranque y transicionan los sistemas del estado de puesta en marcha al operativo.

Lección 2 • Documentación del Proyecto y Entrega

Establece la documentación conforme a obra, listas de refacciones y paquetes de capacitación para operadores para la entrega del sistema. Los estudiantes compilan registros completos del proyecto que apoyan el mantenimiento del sistema a largo plazo.

Lección 3 • Diseño y Especificación del Sistema

Cubre la especificación funcional, listas de E/S, matrices de causa y efecto, y el desarrollo de la narrativa de control. Los estudiantes producen 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 del sistema de control. Los estudiantes ejecutan procedimientos FAT estructurados y documentan los resultados contra los criterios de aceptación.