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Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación

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I. Datos Generales de la Asignatura

Unidad Académica Programa Educativo Área Académica Año – Semestre

Irrigación Ingenieríaen Irrigación Ingeniería Aplicada 7° – 2do.

Clave Denominación de la Asignatura Fecha de

Elaboración

Fecha de

Aprobación

Fecha de

Revisión

Automatización de Proceso Agrícolas Noviembre/2017

Área del

conocimiento: Ingeniería de Riego y Drenaje

Nivel Carácter Tipo Modalidad

Medio Superior ( ) Obligatoria ( ) Teórico ( ) Presencial ( x )

Licenciatura ( x ) Optativa ( x ) Práctico ( ) Mixto ( )

Posgrado ( ) Electiva ( ) Teórico-Práctico ( x ) En línea ( )

Responsable del

Programa:

Dr. Mario Alberto Vázquez Peña

Dr. Noé Velázquez López

Dr. Federico Félix Hahn Schlam

Distribución de horas formativas

Horas Semanales Horas Semestrales Créditos

Totales Teoría Práctica

Estudio

independiente Teoría Práctica

Práctica de

campo Totales

3 1.5 2.25 48 24 0 72 6.75


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Contextualización de la asignatura (módulo, disciplina, unidades de competencia):

El curso de Automatización de Procesos Agrícolas, presenta al estudiante las bases para realizar el control de la gran mayoría de los procesos dentro de la industria de la irrigación. En general se presenta la teoría de control, de tal forma que se aplique a la automatización y monitoreo en los diversos procesos de manufactura que operan en dicha industria, basados en el manejo de la computadora personal y un microcontrolador.

Con los avances tecnológicos, las nuevas tendencias que se emplean dentro del ámbito de la irrigación y con la finalidad de generar procesos vanguardistas, al ingeniero en formación se le proporcionan las herramientas computacionales y elementos de instalación necesarios para que implemente procesos de automatización y control que permitan ser implementados dentro del campo antes mencionado.

La asignatura de Automatización de Procesos Agrícolas es de carácter práctico y se oferta en el segundo semestre del séptimo año de la carrera. El curso está comprendido por tres unidades que van a permitir al estudiante completar sus habilidades y conocimientos como Ingeniero en Irrigación.

La impartición del curso se realiza con base en la exposición y explicación de los temas de cada unidad de aprendizaje, por parte del profesor y que hará uso de tecnologías como el proyector digital y material especializado dentro del laboratorio de electrónica. Cabe señalar, que el estudiante dará seguimiento con tareas, trabajo independiente; consultando bibliografía. Lo anterior para reforzar el aprendizaje.

Para la evaluación se considera la aplicación de dos exámenes de carácter teórico, tareas, prácticas y la elaboración de un proyecto

final. En este último, el estudiante va a reflejar los conocimientos y habilidades adquiridas durante la impartición del curso. Cabe

señalar, que el derecho a evaluación es con base en el reglamento.

La asignatura tiene una relación vertical con la asignatura de Operación de Sistemas de Riego. Igualmente tiene relación horizontal con las asignaturas de Ingeniería de Riego a Presión, Estudio Integral de Sistemas de Riego I y Estudio Integral de Sistemas de Riego II.


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II. Propósito y Competencia (s) académica (s) de la asignatura.

Propósito

Instale sistemas de automatización y control que sean operados por computadora o un microcontrolador que permitan su

monitoreo para un funcionamiento adecuado dentro de un invernadero o espacio determinado.

Competencias genéricas

Identifica, formula y resuelve problemas de ingeniería.

Concebir, diseñar, elaborar y desarrollar proyectos de ingeniería.

Contribuir a la generación de desarrollos tecnológicos y/o innovaciones tecnológicas.

Competencias profesionales

Caracteriza, diagnostica y planea el manejo de los recursos naturales utilizando las técnicas y procedimientos que más se

adecuen a la información disponible, para propiciar su conservación a un costo mínimo y con una visión de sostenibilidad.

Diseña, rehabilita o moderniza y opera la infraestructura hidroagrícola o agropecuaria para la aplicación eficiente del riego

y el manejo de los insumos y las cosechas, con la finalidad de incrementar la productividad de los sistemas, empleando

materiales y estrategias que con un gran sentido humano disminuyan el impacto negativo al medio ambiente.

Competencias académicas

Reconoce los dispositivos de control y actuadores para implementar, mantener y reconstruir un sistema de automatización

dentro de un invernadero para monitorear su óptimo funcionamiento, bajo estándares responsables de sustentabilidad.


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III. Evidencias Generales de Desempeño.

Productos o evidencias

Generales Estrategias y Criterios Generales de Evaluación de Desempeño

Exámenes Dar respuesta certera a los cuestionamientos planteados. Se considera el nivel de

comprensión, así como la aplicación completa de metodologías para la solución de casos.

Tareas Entregar puntualmente, contenido conciso, soporte bibliográfico y presentación.

Prácticas Asistir, desarrollar y entregar el reporte correspondiente que contenga introducción, desarrollo

y análisis.

Proyecto final

Realizar un proyecto a elección del estudiante en el cual refleje los conocimientos y

habilidades adquiridas de la impartición del curso. Se considera la entrega puntual y su

presentación.


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IV. Estructura Básica del programa

Unidad de aprendizaje No. 1 Automatización y Control

Horas teoría 15

Horas práctica 9

Propósitos específicos de la Unidad de Aprendizaje:

Identifique los elementos involucrados en procesos de control para automatización mediante dispositivos electrónicos en un sistema

de riego, invernadero o área afín.

Contenido de la Unidad de Aprendizaje

Elementos de la Competencia

Conocimientos Habilidades Actitudes y valores

1.1. Automatización y control

1.2. Control lazo cerrado y lazo abierto

1.3. Función de transferencia

1.4. Controlador ON/OFF y PID

Identifica los principales tipos de

control

Identifica las principales funciones de

transferencia

Aplica los tipos de controladores más

comunes

Actitudes

Puntualidad

Capacidad de análisis

Proactivo

Trabajo en equipo

Perseverancia

Disciplina

Tolerancia (a diversidad)

Valores

Honestidad

Respeto

Responsabilidad

Compromiso

Solidaridad


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Materiales y recursos a utilizar

Didácticos Tecnológicos, informáticos y de comunicación

Aula

Laboratorio de Electrónica

Pizarrón

Proyector digital

Internet

Videos demostrativos

Estrategias de enseñanza Actividades de aprendizaje

Expone los conceptos automatización y control. Explica el control

lazo cerrado y abierto así como la función de transferencia. Hace

preguntas.

Explica los controladores ON/OFF y PID

Escucha, toma nota, hace preguntas.

Productos o evidencias de desempeño Criterios de Evaluación del Desempeño

Examen teórico Respuestas correctas

Procedimiento correcto

Entregue en tiempo convenido

Estudio independiente Entregar puntualmente, contenido conciso, soporte bibliográfico

y presentación.

Práctica Asistir, desarrollar y entregar el reporte correspondiente con

base en los criterios estipulados.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS:

TITULO: Control Básico.

PROPOSITO: Elaborar un controlado usando lazo cerrado.

TIEMPO: 9h.

LUGAR: Laboratorio de Electrónica.


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Unidad de aprendizaje No. 2 Actuadores

Horas teoría 15

Horas práctica 9


Manejar los principales dispositivos que se utilizan en control y automatización e implementarlos en un sistema de riego, invernadero

o área afín.




2.1. Electroválvulas neumáticas e

hidráulicas

2.2. Solenoides

2.3. Válvulas inyectoras (Venturi y bomba

inyectora)

2.4. Moto reductores y actuadores lineales

Identificar los principales tipos de

actuadores

Accionar algún tipo de actuador

Verificar la operación de un

actuador

Actitudes

Puntualidad


Proactivo

Trabajo en equipo

Perseverancia

Disciplina


Valores

Honestidad

Respeto

Responsabilidad

Compromiso

Solidaridad



Aula

Laboratorio de Electrónica

Pizarrón

Proyector digital

Presentaciones en PowerPoint y PDF

Internet


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Lecturas

Catálogos

Exposición


Material y equipo especializado


El proceso de enseñanza se desarrolla por medio de la

interacción profesor-alumno (preguntas intercaladas). Lo

anterior, con base en la explicación y exposición de los temas,

de los cuales, el alumno dará seguimiento con tareas y ejercicios,

permitiendo reforzar el conocimiento.

Se considera la aplicación de examen teórico.

Elaborar un glosario de los conceptos que comprenden los

actuadores. Así mismo, realizar ejercicios sobre actuadores.

Realizar una práctica para asimilar la implementación de un

actuador a un sistema automatizado. Se toma en cuenta la

entrega del reporte correspondiente.

Aplicar las habilidades y conocimientos sobre actuadores al

proyecto y entregar avances.

Se hace uso de tecnologías para la explicación de los temas,

permitiendo una mejor comprensión.


Examen teórico 2 Identificar los procesos de instalación y funcionamiento de

actuadores para dar respuesta a los cuestionamientos

planteados.

Tareas Entregar puntualmente, contenido conciso, soporte bibliográfico

y presentación.

Práctica Asistir, desarrollar y entregar el reporte correspondiente con base

en los criterios estipulados.

Proyecto Final Aplicar actuadores al proyecto y entregar avances para revisión.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS:

TITULO: Actuadores.

PROPOSITO: Implementar un actuador en un sistema de control.

TIEMPO: 9h.

LUGAR:Laboratorio de Electrónica.


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Unidad de aprendizaje No. 3 Dispositivos para Automatización

Horas teoría 18

Horas práctica 14


Identificar los elementos que contribuyen a la automatización de un sistema para su implementación en el riego, invernadero o un

área afín.




3.1. Fundamentos de programación del

riego

3.2. Relevadores y contadores

3.3. Temporizadores y PLC

3.4. Programación de PLC

3.5. Aplicación de PLC

3.6. Micro controladores

Identificar los principales sistemas

que permiten la automatización del

riego

Programar un sistema de control

Actitudes

Puntualidad


Proactivo

Trabajo en equipo

Perseverancia

Disciplina


Valores

Honestidad

Respeto

Responsabilidad

Compromiso

Solidaridad



Aula

Laboratorio de Electricidad

Pizarrón

Proyector digital

Presentaciones en PowerPoint y PDF

Internet


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Lecturas

Catálogos

Exposición


Material y equipo especializado


El proceso de enseñanza se desarrolla por medio de la

interacción profesor-alumno (preguntas intercaladas). Lo

anterior, con base en la explicación y exposición de los temas,

de los cuales, el alumno dará seguimiento con tareas y ejercicios,

permitiendo reforzar el conocimiento.

Se considera la aplicación de examen teórico.

Elaborar y actualizar el glosario de actuadores con los conceptos que comprende los dispositivos de automatización. Así mismo, realizar ejercicios sobre dispositivos de automatización.

Realizar una práctica sobre instalación de un PLC y micro controladores. Se toma en cuenta la entrega del reporte correspondiente.

Aplicar las habilidades y conocimientos sobre dispositivos de automatización y entregar avances.

Se hace uso de tecnologías para la explicación de los temas, permitiendo una mejor comprensión.


Examen teórico 2 Asimilar la los componentes e instalación de un dispositivo de

automatización y dar respuesta a los cuestionamientos

planteados.

Tareas Entregar puntualmente, contenido conciso, soporte bibliográfico

y presentación.

Práctica Asistir, desarrollar y entregar el reporte correspondiente con base

en los criterios estipulados.

Proyecto Final Aplicar el dispositivo de automatización y realizar la exposición

del proyecto. Se considera el desarrollo del proyecto por escrito.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS: TITULO: PLC y Micro controladores.

PROPOSITO: Reconocer y programar un PLC y un micro controlador.

TIEMPO: 14h.

LUGAR: Laboratorio.


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V. Facilitador.

El perfil deseado del profesor que imparta esta asignatura debe ser:

Como facilitador

Ingeniero en Irrigación o Ingeniero en Robótica

VI. Evaluación y Acreditación.

Elaboración y/o

presentación de: Periodo o fechas

Unidades de aprendizaje y

temas que abarca Ponderación (%)

Examen teórico 1 1 10%

Examen teórico 2 2 y 3 10%

Tareas y Prácticas 1, 2 y 3 20%

Prácticas 1, 2 y 3 20%

Proyecto Final 1, 2 y 3 40%

TOTAL 100 %


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VII. Bibliografía y Recursos Informáticos.

Bibliografía Básica

1. Angulo U.,J.Ma, Romero Y., S, Angulo M.,I. 2000. Microcontroladores PIC Diseño práctico de aplicaciones. Segunda parte.

PIC16F87X. Ed. McGraw Hill.231 pp.

2. Cornwell, K. 1981. Transferencia de calor. Ed Limusa., México D.F.

3. Erinini E., U. 2001. Dinámica de sistemas y control. Ed. Thomson Leaming. México D.F. 980 pp.

4. Etter D., M. 1998. Solución de problemas de ingeniería con MATLAB. Segunda edición Prentice Hall. México, D.F. 330 pp.

5. Forrest M.,M. 2000. Science and Communication Circuits and Projects. Ed. Master Publishing, Inc., Radio Shack. U.S.A.

6. Haykin S y Van V., B. 2001. Señales y sistemas Ed. LimusaWiley México D.F.742 pp.

7. Holman, J.P. 1981. Métodos experimentales para ingenieros. McGraw Hill. 447 pp.

8. Kreith, F. y Bohn S., M. 2001. Principios de transferencia de calor. Ed. Thomson Learning. México D.F.700 pp.

9. Microchip Technology Inc. 2000. Microchip Technical CD-ROM. FirstEdition.

10. Predko M. 1998. Prograrnming and Costomizing the PIC microcontroller. Ed. McGraw Hill. U.S.A. 352 pp.

11. Surnrner E., S. 1969. Electronic sensing controIs. Chilton Book Company. Philadelphia U.S.A.

Complementaria (webgrafía)

1. MICROCHIP http://www.microchip.com

2. AG-ELECTRONICA http://www.agelectronica.com

3. HIi-TECH C COMPILER http://www.hsoft.com

4. TRONICS http://www.dontronics.com

5. MICROCHIPC http://www.microchipc.com

6. TODOPIC http://www.todopic.com.ar

7. BUBBLE SOFTWARE http://www.bubblesoft.com

8. NOPPP PIC PROGRAMMER http://www.Covingtonlnnovations.com

http://www.microchip.com/

http://www.agelectronica.com/

http://www.hsoft.com/

http://www.dontronics.com/

http://www.microchipc.com/

http://www.todopic.com.ar/

http://www.bubblesoft.com/

http://www.covingtonlnnovations.com/

GUÍA MANUAL DE ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

I. Datos Generales

Asignatura, unidad de competencia, disciplina o módulo, según sea el caso:

Automatización de Procesos Agrícolas

Competencia académica de la asignatura:

Reconoce los dispositivos de control y actuadores para implementar,

mantener y reconstruir un sistema de automatización dentro de un

invernadero para monitorear su óptimo funcionamiento, bajo estándares

responsables de sustentabilidad.

Dependencia/Unidad Académica: Irrigación

Programa educativo: Ingeniería en Irrigación

Año – semestre: Séptimo-Segundo

Elaborado por:

Dr. Mario Alberto Vázquez Peña

Dr. Agustín Ruiz García

Dr. Noé Velázquez López

Dr. Federico Hahn Schlam

II. Actividades

Unidad de aprendizaje 1

Automatización y Control

Horas de la Actividad de Aprendizaje

Práctica Estudio independiente

3 Horas

Propósitos (objetivos) de la Unidad de Aprendizaje:

Identifique los elementos involucrados en procesos de control para automatización mediante dispositivos electrónicos en un sistema de riego, invernadero o área afín.

Práctica 1

Título de la práctica Control Básico

Propósito de la actividad: un controlador usando lazo cerrado para aplicar los principios de automatización.

Introducción o presentación de la actividad:

Control Básico usando lazo cerrado, por lo general se usan sistemas de control industrial en procesos de producción industriales para controlar equipos o máquinas. Existen dos clases comunes de sistemas de control, sistemas de lazo abierto y sistemas de lazo cerrado.

Recursos para el aprendizaje: Laboratorio de Electrónica

Estrategias de aprendizaje:

Identificar los principales tipo de control y las funciones de transferencia

Conocer los tipos de controladores más comunes

Armar y hacer funcionar un control básico

Estrategias y criterios de evaluación:

Informe de prácticas, como criterios son: entrega puntual, introducción, contenido conciso,

soporte bibliográfico y presentación.








6. Haykin S y Van V., B. 2001. Señales y sistemas Ed. Limusa Wiley México D.F.742 pp.



9. Microchip Technology Inc. 2000. Microchip Technical CD-ROM. First Edition.


11. Surnrner E., S. 1969. Electronic sensing contro Is. Chilton Book Company. Philadelphia U.S.A.


Actuadores



3Horas


Maneje los principales dispositivos que se utilizan en control y automatización e implementarlos en un sistema de riego, invernadero o área afín para identificar su funcionamiento.

Práctica 2

Título de la práctica Actuadores

Propósito de la actividad: Implemente un actuador en un sistema de control para identificar su funcionamiento.


Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado.

Recursos para el aprendizaje: Laboratorio de Electrónica

Estrategias de aprendizaje:

Identificar los principales tipos de actuadores

Accionar algún tipo de actuador

Verificar la operación de un actuador


















Dispositivos para Automatización



12 Horas


Identifique los elementos que contribuyen a la automatización de un sistema para su implementación en el riego, invernadero o un área afín.

Práctica 3

Título de la práctica PLC y Micro controladores

Propósito de la actividad:

Reconozca y programe un PLC y un micro controlador que le permita realizar la

automatización de un sistema para mantener variables (de la atmosfera y del suelo) dentro

de sus valores óptimos.


Los PLC son dispositivos electrónicos usados en la automatización industrial. Hoy en día los

PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos

industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales

analógicas para realizar estrategias de control, como controladores PID (Proporcional Integral

derivativo).

Recursos para el aprendizaje: Laboratorio

Estrategias de aprendizaje: Identificar los principales sistemas que permiten la automatización del riego

Programar un sistema de control




Bibliografía y Recursos Informáticos














Bibliografía Complementaria

1. MICROCHIP http://www.microchip.com

2. AG-ELECTRONICA http://www.agelectronica.com

3. HIi-TECH C COMPILER http://www.hsoft.com

4. TRONICS http://www.dontronics.com

5. MICROCHIPC http://www.microchipc.com

6. TODOPIC http://www.todopic.com.ar

7. BUBBLE SOFTWARE http://www.bubblesoft.com

NOPPP PIC PROGRAMMER http://www.Covingtonlnnovations.com

Recursos Informáticos

Sitios de Internet

http://www.microchip.com/

http://www.agelectronica.com/

http://www.hsoft.com/

http://www.dontronics.com/

http://www.microchipc.com/

http://www.todopic.com.ar/

http://www.bubblesoft.com/

http://www.covingtonlnnovations.com/

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