Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos GUÍA DIDÁCTICA DEL PROFESOR PDF

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Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos GUÍA DIDÁCTICA DEL PROFESOR Florencio Jesús Cembranos Nistal Guía didáctica: Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos 1. Presentación de la guía La guía del profesor del módulo Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos ha sido elabor...

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Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos GUÍA DIDÁCTICA DEL PROFESOR

Florencio Jesús Cembranos Nistal

Guía didáctica: Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos

1. Presentación de la guía La guía del profesor del módulo Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos ha sido elaborado teniendo en cuenta las capacidades terminales que deben conseguir los alumnos a la finalización del mismo. El conjunto de actividades, de tipo procedimental, ha de lograr que el alumno sea capaz de intervenir sobre automatismos de distintas tecnologías. Por todo ello, se destaca el carácter práctico de este desarrollo. El contenido organizador, a partir del cual deben montarse y desarrollarse las estrategias y metodologías didácticas de este módulo profesional, es: Analizar, configurar y montar circuitos de automatismos en las diferentes tecnologías: eléctrica, neumática e hidráulica. Las habilidades y contenidos que el alumno debe conseguir tienen como eje vertebrador este contenido fundamentalmente procedimental, por lo que se requiere estructurar su aprendizaje secuenciando los contenidos procedimentales e intercalando oportunamente los conceptos para que los alumnos adquieran el conjunto de conceptos y destrezas indicados en las capacidades terminales del Módulo. En esta guía se recoge el Real Decreto del 22 de diciembre de 1995, número 2045/1995 publicado en el BOE el 13 de febrero de 1996 donde se establece el título de Técnico en Instalación y Mantenimiento Electromecánico de Maquinaria y Conducción de Líneas y las correspondientes enseñanzas mínimas. La guía está dividida en 10 apartados, éstos son: • • • • • • • • • •

Introducción al módulo. Capacidades terminales y criterios de evaluación. Orientaciones metodológicas. Índice secuencial de las unidades de trabajo: organización de los contenidos. Estructura de las unidades de trabajo del libro del alumno. Distribución temporal de las unidades de trabajo. Elementos curriculares o unidades de trabajo. Actividades, cuestiones, problemas y prácticas propuestas. Material didáctico (material y equipos didácticos). Material pedagógico de apoyo para la impartición del módulo.

Se desarrollan a continuación cada uno de estos puntos.

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2. Introducción al módulo El módulo de Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos parte del perfil del ciclo formativo de Técnico en Instalación y Mantenimiento Electromecánico de Maquinaria y Conducción de Líneas de la familia de Mantenimiento y Servicios a la Producción. Este ciclo está dividido en 12 módulos profesionales necesarios para obtener la titulación de Técnico en Instalación y Mantenimiento Electromecánico de Maquinaria y Conducción de Líneas. La duración establecida para este ciclo es de 2.000 horas, incluidas 380 horas de formación en centros de trabajo (FCT), divididas en 2 cursos académicos con cinco trimestres en el centro educativo y un sexto trimestre en el centro de trabajo. El módulo de Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos, de carácter transversal, tiene una duración de 225 horas en el primer curso con una frecuencia de 7 horas semanales.

3. Capacidades terminales y criterios de evaluación En este apartado se describe la secuenciación de las capacidades terminales y sus correspondientes criterios de evaluación, recogidas del Real Decreto del título publicado en el BOE antes citado son:

Capacidades terminales

Criterios de evaluación

Interpretar planos y especificaciones técnicas relativas a los circuitos de automatismos de tecnología eléctrica (cableados y de control por programa), neumática, electroneumática, hidráulica y electrohidráulica, identificando sus elementos.

• Identificar la simbología y elementos representados en el plano. • Distinguir las diferentes vistas, cortes, detalles, etc., de los elementos de los distintos circuitos expresados en los planos y/o especificaciones del fabricante. • A partir de un esquema representado en un plano, de una instalación de automatismos, que integre distintas tecnologías y las especificaciones técnicas de los elementos que lo forman: − Describir el funcionamiento de cada sistema y su relación con el conjunto en el esquema representado. − Interpretar las especificaciones técnicas para la determinación de los elementos. − Relacionar los símbolos que aparecen en los planos con los elementos reales del sistema.

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− Identificar las partes internas y externas de cada elemento mediante el empleo de vistas, cortes, detalles, etc., que aparece en los planos y en las especificaciones técnicas del fabricante.

Analizar automatismos eléctricos cableados y de control por programa, identificando las distintas áreas de aplicación de los mismos y describiendo la tipología y características de los equipos y materiales utilizados en su construcción.

• Diferenciar las características propias de los automatismos cableados de los programados. • Clasificar por su función y tipología los distintos elementos utilizados en la realización de automatismos eléctricos. • Enumerar las distintas áreas de aplicación de los automatismos eléctricos, explicando la evolución de éstos desde los sistemas cableados a los programados. • En un caso práctico de análisis de un equipo de control cableado y partiendo de la documentación técnica del mismo: − Explicar la secuencia de mando del equipo de control. − Interpretar los esquemas eléctricos, discriminando el equipo/circuito de mando del circuito de fuerza e identificando los distintos elementos que los componen. − Identificar la variación en los parámetros característicos del circuito suponiendo y/o realizando modificaciones en elementos del mismo, explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen. − Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos, medidas, etc.).

Realizar pequeños programas para • En un caso práctico de realización de un sencillo control autómatas programables, dedicados automático programado de una máquina o proceso al control de automatismos sencillos, secuencial, a partir de las especificaciones funcionales y un utilizando el lenguaje de codificación equipo específico de control automático (autómata y los equipos de programación programable): adecuados. − Elaborar con precisión y claridad el diagrama de secuencia del control automático, determinando con precisión el número de entradas, salidas y elementos de programa que se van a utilizar. − Codificar en el lenguaje apropiado el programa de control que cumpla las especificaciones prescritas. − Depurar el programa, realizando las pruebas funcionales precisas, optimizando los recursos utilizados y la fiabilidad del mismo. − Documentar adecuadamente el programa desarrollado, realizando los diagramas de secuencia oportunos (diagramas de flujo, GRAFCET, etc.) y los listados de los programas en el lenguaje utilizado (contactos, lista de instrucciones, etc.) con los comentarios correspondientes.

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Analizar los circuitos neumáticos y electroneumáticos, identificando las distintas áreas de aplicación de los mismos y describiendo la tipología y características de los equipos y materiales utilizados en su construcción.

• Diferenciar las características propias de los automatismos neumáticos y electroneumáticos. • Clasificar por su función y tipología los distintos elementos utilizados en la realización de automatismos neumáticos y electroneumáticos. • Enumerar las distintas áreas de aplicación de los automatismos neumáticos y electroneumáticos. • En un caso práctico de análisis de un automatismo electroneumático y partiendo de la documentación técnica del mismo: − Explicar la secuencia de funcionamiento. − Interpretar los esquemas neumáticos y electroneumáticos, discriminando el equipo/circuito de mando del circuito de fuerza, identificando los distintos elementos que los componen. − Identificar la variación en los parámetros característicos del circuito suponiendo y/o realizando modificaciones en elementos del mismo y explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen. − Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y de los resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos, medidas, etc.).

Analizar los circuitos hidráulico y electrohidráulico identificando las distintas áreas de aplicación de los mismos y describiendo la tipología y características de los equipos y materiales utilizados en su construcción.

• Diferenciar las características propias de los automatismos hidráulicos y electrohidráulicos. • Clasificar por su función y tipología los distintos elementos utilizados en la realización de automatismos hidráulicos y electrohidráulicos. • Enumerar las distintas áreas de aplicación de los automatismos hidráulicos y electrohidráulicos. • En un caso práctico de análisis de un automatismo, hidráulico o electrohidráulico y partiendo de la documentación técnica del mismo: − Explicar la secuencia de funcionamiento. − Interpretar los esquemas hidráulicos o electrohidráulicos, discriminando el equipo/circuito de mando del circuito de fuerza, identificando los distintos elementos que los componen. − Identificar la variación en los parámetros característicos del circuito suponiendo y/o realizando modificaciones en elementos del mismo y explicando la relación entre los efectos detectados y las causas que los producen. − Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y de los resultados obtenidos, estructurándola en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos, medidas, etc.).

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Configurar físicamente sencillos automatismos cableados y/o programados para control automático (eléctrico, neumático electroneumático, hidráulico y electrohidráulico), elaborando la documentación técnica necesaria para su construcción, con los medios adecuados y utilizando la representación simbólica normalizada.

• En un supuesto práctico de configuración de un equipo de control automático, en el que se integren las distintas tecnologías, para una pequeña máquina o proceso secuencial, y partiendo de las especificaciones funcionales y límites de coste: − Interpretar las especificaciones funcionales del automatismo. − Realizar al menos una configuración cableada y/o programada cercana a la relación coste-calidad establecida. − Seleccionar a partir de catálogos técnico-comerciales los equipos y materiales que cumplan las especificaciones técnicas y económicas establecidas. − Realizar los cálculos necesarios para la configuración del equipo. − Documentar el proceso que se va a seguir en el montaje y pruebas del equipo, con los medios y en el formato adecuado: - Descripción funcional del automatismo. - Esquemas. - Listado de programas. - Pruebas y ajustes. - Lista de materiales.

Realizar, a partir de la documentación técnica precisa, las operaciones simuladas de montaje, conexionado y pruebas funcionales de automatismos (eléctrico, neumático, electroneumático, hidráulico y electrohidráulico), utilizando los medios precisos y aplicando los procedimientos adecuados.

• En simulaciones de montaje sobre panel de automatismo, conexionado y puesta a punto de un control automático de una máquina y a partir de la documentación técnica necesaria (esquemas, lista de materiales, etc.): − Distribuir los distintos elementos en el panel realizando los croquis necesarios para optimizar la disposición de los elementos y simular con la posición de los mismos su situación en la máquina. − Efectuar el interconexionado físico de los elementos, asegurando una buena sujeción mecánica y una correcta conexión eléctrica. − Ejecutar las pruebas funcionales en vacío de acuerdo con la documentación técnica, realizando ajustes y modificaciones para una adecuada funcionalidad del mismo y recogiendo los resultados en el documento correspondiente. − Actuar en todo momento respetando las normas de seguridad personal y de los medios y materiales utilizados.

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4. Orientaciones metodológicas En consonancia con los principios metodológicos generales que se derivan de la LOGSE, hemos de tener en cuenta que en la Formación Profesional Específica ha de aplicarse un aprendizaje significativo, para lo cual es necesario emplear un modelo constructivista. Así, atendiendo a lo expuesto en la LOGSE Artículo 34, punto 3, la metodología que a continuación se reflejará pretende promover la integración de contenidos científicos, tecnológicos y organizativos, que favorezcan en el alumno la capacidad para aprender por sí mismo y para trabajar de forma autónoma y en grupo. Dado el carácter formativo terminal del módulo y, teniendo en cuenta que el objetivo es la certificación de profesionalidad así como la inserción laboral del alumno, se han establecido los principios metodológicos desde el punto de vista práctico, sin perder como punto de mira el entorno socio-cultural, laboral y productivo. Los principios metodológicos son: 1. Los contenidos estarán dirigidos de forma que se potencie el "Saber Hacer". 2. Secuenciar el proceso de aprendizaje de forma que las capacidades sean adquiridas de forma adecuada. 3. Informar de los contenidos, capacidades terminales, criterios de evaluación, unidades de competencia, unidades de trabajo y actividades en el módulo. 4. Presentar los contenidos teóricos y prácticos de cada unidad didáctica. 5. Indicar los criterios de evaluación a seguir en cada unidad didáctica. 6. Realizar una evaluación inicial. 7. Comenzar las unidades didácticas con una introducción motivadora, poniendo de manifiesto la utilidad de la misma en el mundo profesional. 8. Presentar la documentación técnica necesaria para el desarrollo de las unidades de trabajo. 9. Realizar trabajos o actividades individuales o en grupo. 10. Llevar a cabo visitas técnicas y/o culturales. 11. Proporcionar la solución de supuestos prácticos como modelo de las actividades que hay que realizar. 12. Realizar actividades alternativas para afianzar el contenido de las unidades didácticas y unidades de trabajo. 13. Poner en común el resultado de las actividades. 14. Dar a conocer el entorno socio-cultural y laboral. 15. Fomentar estrategias que provoquen un aprendizaje y una comprensión significativa del resto de los contenidos educativos: Hechos, Conceptos, Principios, Terminología, etc. 6  ITES-PARANINFO

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16. Utilizar el binomio teoría y práctica de forma permanente durante todo el proceso de Aprendizaje. 17. Comprobar y evaluar los conceptos, procedimientos y actitudes durante el desarrollo de las actividades.

5. Índice secuencial de las unidades de trabajo: organización de los contenidos El análisis de las capacidades terminales, criterios de evaluación y contenidos del currículo de este Módulo, junto con el contenido organizador elegido lleva a proponer una metodología en el proceso de enseñanza aprendizaje que se desarrolle alrededor de entrenadores que simulen situaciones reales de trabajo y que implique el manejo de bibliografía y documentación técnica. Una propuesta importante, para el desarrollo de las actividades que lo requieran, es el trabajo en equipo y la puesta en común de resultados, criterios, dudas, etc. Con este tipo de actividades se intenta que los alumnos aprendan a dialogar, tengan la capacidad de discernir ante una serie de opiniones e informaciones, de interpretar sus contenidos, sacar las conclusiones oportunas, etc. El Módulo se estructura en las siguientes Unidades Didácticas de contenidos, que dan cobertura a las capacidades terminales: • UNIDAD DIDÁCTICA 1: Fundamentos de automatización. • UNIDAD DIDÁCTICA 2: Mando y control de sistemas eléctricos. • UNIDAD DIDÁCTICA 3: Autómatas programables. • UNIDAD DIDÁCTICA 4: Sistemas neumáticos. • UNIDAD DIDÁCTICA 5: Sistemas hidráulicos. • UNIDAD DIDÁCTICA 6: Aplicación eléctrica, neumática e hidráulica.

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FUNDAMENTOS DE AUTOMATIZACIÓN Fundamentos de automatización Componentes de un sistema de control

SIS. ELÉCTRICOS Mando un control

DISEÑO DE CIRCUITOS C. Combinacionales C. Secuenciales

SIS. NEUMÁTICOS

SIS. HIDRÁULICOS

Componentes circuitos

Componentes circuitos

AUTÓMATAS PROGRAMABLES

CAD SIMULACIÓN

Prog. Lineal Prog. Estructura

Circ. eléctricos Circ. neumáticos Circ. hidráulicos

• UNIDAD DIDÁCTICA 1: Pretende formar en la estructura básica y fundamental de los conceptos sobre automatización. El alumno empieza a situarse y a introducirse en la terminología, los principios básicos de funcionamiento, etc., de un sistema automatizado. Desde este punto de vista, el profesor debe abordar las UTs con el breve tiempo asignado para que se desarrollen en el aula las enumeraciones de conceptos y conocimientos de manera muy superficial y global. En estas UTs no se trata de que el alumno analice, sino de que identifique y relacione conceptos. • UNIDAD DIDÁCTICA 2: Eminentemente experimental. Se pretende que los alumnos analicen y monten adecuadamente los dispositivos: detectores, sensores, reguladores y actuadores que configuran un automatismo eléctrico para el control de un sistema. Se instruye para realizar las medidas eléctricas fundamentales y se conectan las máquinas eléctricas más empleadas en circuitos de automatización. • UNIDAD DIDÁCTICA 3. Se afronta la evolución y estructura de los autómatas programables y la programación básica de los mismos. Para fijar los conceptos de programación, en primer lugar, se desarrollan a nivel de simulación para, poste-

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riormente, pasar a la utilización de maquetas y dispositivos industriales reales, circuitos en los que participe el autómata como controlador. • UNIDAD DIDÁCTICA 4: Se asocian componentes que funcionan con energía neumática. Basándose en este funcionamiento se montan, diagnostican y localizan averías en circuitos electroneumáticos integrándose con elementos de tecnología eléctrica e incorporando en su control el autómata programable. Para su montaje se utilizan entrenadores y se examinan situaciones que guarden una dependencia con la realidad profesional. • UNIDAD DIDÁCTICA 5: Esta Unidad Didáctica es similar a la 4 pero aplicado a la hidráulica. • UNIDAD DIDÁCTICA 6: En esta Unidad Didáctica el alumno deberá realizar automatismos utilizando la técnica de automatización más apropiada o utilizando varios tipos de automatización de las utilizadas. Así podrá tener parte eléctrica, neumática e hidráulica. El mando del automatismo deberá residir en un autómata programable. Además, el alumno deberá realizar planos de la instalación realizados a mano o por métodos informáticos. El plano deberá incluir la simbología correcta y los convencionalismos y normas de representación.

6. Estructura de las unidades de trabajo del libro del alumno Cada una de las unidades didácticas o capítulos del libro está compuesta por los siguientes a...