INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA INGENIERÍA MECATRÓNICA

DEFINICIÓN DE CONTENIDOS

1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: SISTEMAS MECATRÓNICOS

Carrera: INGENIERÍA MECATRONICA

Clave de la asignatura: ATC-0905

Horas teoría-horas práctica-créditos: 3-2-8

2.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión: Instituto Tecnológico de Toluca Junio 2008

Participantes de la academia de Ingeniería Mecatronica

3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA a). Relación con otras asignaturas del plan de estudio

Anteriores Posteriores

Asignaturas Temas Asignaturas TemasControladores lógicos programables

Todos

Programación en tiempo real

Todos

Manufactura avanzada

Todos

b). Aportación de la asignatura al perfil del egresado Integración de procesos de manufactura, desde un punto de vista de sistemas mecatrónicos, observado cómo interactúan los diferentes mecanismos y maquinas en un proceso, a través de sus elementos mecánicos, eléctricos, electrónicos y de programación. 4.- OBJETIVO GENERAL DEL CURSO Al término del curso el alumno contará con los conocimientos para integrar los diversos elementos de los sistemas mecatrónicos para diseñar, desarrollar y optimizar procesos de manufactura, mediante el modelado de sistemas a eventos discretos.

ESPECIALIDAD: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL Página 1 de 5

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA INGENIERÍA MECATRÓNICA

5.- TEMARIO

Numero Temas Subtemas1 Modelado de sistemas

a eventos discretos1.1 Sistemas y experimentos1.2 Modelado y simulación1.3 Metodología1.4 Ejemplos1.5 Técnicas de descripción funcional

2 Redes de Petri 2.1 Definición formal2.2 Reglas de comportamiento2.3 Propiedades básicas2.4 Concurrencia y sincronización2.5 Extensiones

3 Diseño e implementación de automatismos

3.1 Diseño con GRAFCET3.2 Implementación con GRAFCET3.3 Diseño estructurado3.4 Ejemplos

4 Formalismo DEVS 4.1 Modelos atómicos4.2 Ejemplos4.3 Modelos acoplados4.4 Modelos en paralelo4.5 Ejemplos

5 Modelado y simulación de sistemas mecatronicos

5.1 Mecanismos y Maquinaria5.2 Maquinas Eléctricas5.3 Dispositivos Electrónicos5.4 Algoritmos de Control5.5 Programas

6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS Diseñar e implementar elementos mecánicos, eléctricos, electrónicos y de programación para integrase en sistemas mecatrónicos. 7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Investigar cómo relacionar los problemas teóricos planteados en clase, con problemas de aplicación reales.Desarrollar modelos físicos didácticos que ilustren la aplicación de conceptos e hipótesis de sistemas mecatrónicos. Utilizar paquetes computacionales de modelado y simulación de sistemas a eventos discretos. Utilizar herramientas matemáticas para la validación de modelos y simulaciones. Presentar reportes, resúmenes, trabajos, ensayos, investigaciones, visitas industriales y prácticas de laboratorio, relacionados con diversos temas de la asignaturaDesarrollar visitas a plantas de manufactura 8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN

ESPECIALIDAD: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL Página 2 de 5

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA INGENIERÍA MECATRÓNICA

Evaluación diagnóstica Exámenes parciales Exposiciones Análisis de programas elaborados Habilidad en el manejo de software Reportes, resúmenes, trabajos, ensayos, investigaciones, visitas industriales y prácticas de laboratorio.

9.- UNIDADES DE APRENDIZAJEUnidad 1: Modelado de sistemas a eventos discretos

OBJETIVO EDUCACIONAL

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

FUENTES DEINFORMACIÓN

Analizar el modelado de sistemas mecatronicos como sistemas a eventos discretos

1.1 Explicar los conceptos de Sistemas y Experimentos1.2 Desarrollar Modelados y simulaciones1.3 Analizar Metodología de desarrollo de modelado1.4 Desarrollar ejemplos1.5 Técnicas de descripción funcional

1,2

Unidad 2: Redes de PetriOBJETIVO

EDUCACIONALACTIVIDADES DE

APRENDIZAJEFUENTES DE

INFORMACIÓNDesarrollar modelos gráficos de sistemas a eventos discretos

2.1 Explicar la Definición formal2.2 Establecer Reglas de comportamiento en sistemas a eventos discretos2.3 Establecer y Analizar las Propiedades básicas de las Redes de Petri2.4 Comparar Concurrencia y sincronización en Redes de Petri y otros modelos2.5 Analizar Extensiones de Redes de Petri Coloredas, Estocásticas, etc.

2,3,4

Unidad 3: Diseño e implementación de automatismosOBJETIVO

EDUCACIONALACTIVIDADES DE

APRENDIZAJEFUENTES DE

INFORMACIÓNImplementar automatismos mediante Redes de Petri y GRAFCET en PLC’s

3.1 Diseñar automatismos con GRAFCET3.2 Implementar con GRAFCET y Redes de Petri3.3 Diseñar automatismos de forma estructurada

3,4,5

ESPECIALIDAD: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL Página 3 de 5

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA INGENIERÍA MECATRÓNICA

3.4 Desarrollar ejemplos para comparar Redes de Petri y GRAFCET

Unidad 4: Formalismo DEVSOBJETIVO

EDUCACIONALACTIVIDADES DE

APRENDIZAJEFUENTES DE

INFORMACIÓNAprenderá a crear modelos matemáticos apropiados para diseño, basados en la optimización y usará técnicas analíticas y computacionales para solucionar el problema de diseño de sistemas mecatrónicos.

4.1 Analizar Modelos atómicos4.2 Desarrollar Ejemplos4.3 Analizar Modelos acoplados4.4 Analizar Modelos en paralelo4.5 Desarrollar ejemplos de sistemas a eventos discretos mediante modelos formales

3,4,5,6

Unidad 5: Modelado y simulación de sistemas mecatronicosOBJETIVO

EDUCACIONALACTIVIDADES DE

APRENDIZAJEFUENTES DE

INFORMACIÓNAnalizará la relación existente entre el modelo matemático que describe al sistema a ser diseñado, los aspectos estructurales (análisis de esfuerzos), los aspectos dinámicos (diseño de controladores) y los métodos de solución que optimizan el diseño.

Modelar mediante Redes de Petri y métodos formales:5.1 Mecanismos y Maquinaria5.2 Maquinas Eléctricas5.3 Dispositivos Electrónicos5.4 Algoritmos de Control5.5 Programas, para integrar sistemas mecatronicos en procesos de manufactura

6,7,8,9,10

10.- FUENTES DE INFORMACIÓN

1 Mecatrónica; W. Bolton. Editorial Marcombo, 2ª Ed, 2001.2 Petri Nets: Properties, Analysis and Applications, Murata, T. (1989),

Proceedings of the IEEE, 77(4), Page(s): 541-580.3 Modeling, Simulation, and Control of Flexible Manufacturing Systems, Zhou

M.; Venkatesh, K. (1999) ”: A Petri Net Approach “, Book news, Inc. Portland, USA.

4 Automatización industrial amb GRAFCET. Segunda edición, Aragonès, Antoni Sudrià Andreu, JoanBergas Jané.EdicionsUPC, 1994

ESPECIALIDAD: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL Página 4 de 5

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA INGENIERÍA MECATRÓNICA

5 Automatización industrial basada en máquinas de estado, ErnestGil, Artyplan, 2003

6 Introduction to Mechatronic and Measurement Systems; D. Alciatore y M. Histand

7 Mechatronics Systems and Controls (The Mechatronic Handbook); Robert H. Bishop. CRC Press 2ª ed.,2007

8 Mechatronics: Electronic Control Systems in Mechanical and Electrical Engineering; W. Bolton. Prentice Hall, 3ª Ed

9 200410 Mechatronic Systems: Fundamentals; R. Isermann. Springer.

11.- PRÁCTICAS PROPUESTAS

Modelado de atomatas de estado en ARENA Modelado de sistemas a eventos discretos mediante Redes de PetriModelado de sistemas a eventos discretos mediante GRAFCET

ESPECIALIDAD: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL Página 5 de 5