Tecnologías Complementarias

Domótica e inmótica (3 ECTS)

Esta asignatura dotará al alumno de la capacidad de diseñar y desarrollar un proyecto básico de automatización integral de una vivienda o edificio. Le permitirá conocer la incidencia y características de los sistemas domóticos y de automatización integral de edificios (inmótica) en relación con la gestión técnica de múltiples funciones relacionadas con el ahorro energético, la seguridad, el confort, las comunicaciones y el mantenimiento de las instalaciones. Será además capaz de conocer los fundamentos de la configuración, programación e implantación de algunos de los sistemas domóticos e inmóticos más extendidos en el mercado: KNX-EIB, Lonworks, X10-A10, PLCs, propietarios…

Contenidos:

• Generalidades sobre domótica e Inmótica. Definición. Normativa. Campos de aplicación. Tecnologías principales. Criterios de selección.
• Principales sistemas domóticos/inmóticos. Controladores programables. Ondas portadoras X10-A10. Sistema LONWORKS y Estándar KNX-EIB. Soluciones propietarias: BUSING. Otros sistemas.
• Desarrollo de proyectos domóticos/inmóticos. Fases en el desarrollo. Análisis del entorno y especificaciones funcionales. Selección de componentes sensores y actuadores. Distribución espacial. Diseño de la arquitectura hardware y software de la solución. Selección de tecnología. Programación del control y el interface HMI. Puesta en marcha. Mantenimiento.
• Estudio de casos de aplicación en viviendas y edificios, con diferentes requerimientos, tecnologías, equipos y sistemas. Introducción a la inteligencia ambiental.

Visualización de datos (3 ECTS)

Esta asignatura permitirá al alumno comprender las posibilidades de la visualización de información y datos como enfoque para amplificar la cognición y el entendimiento en un problema científico o técnico. Además el alumno será capaz de diseñar una representación gráfica de forma adecuada al tipo de problema, al conocimiento disponible y/o al tipo de información representada, así como desarrollar interfaces para visualización de datos complejos incorporando elementos gráficos avanzados (trasparencia, color, tamaño, movimiento, etc.) así como de interacción (selección y marcado, reconfiguración, etc.)

Contenidos:

• Introducción.
• Percepción y cognición
• Principios de diseño
• Técnicas de visualización
• Herramientas matemáticas para visualización de datos
• Software y herramientas de visualización

Control en espacio de estados (3 ECTS)

Esta asignatura permitirá al alumno adquirir conocimientos sobre modelado de sistemas físicos orientado al control de sistemas industriales, así como formular matemáticamente una relación lineal y esquematizarla mediante un diagrama de bloques. El alumno será capaz de diseñar el algoritmo de control de un sistema mecatrónico modelado como sistema multivariable.

Contenidos:

• Prefacio, Contenido e Introducción
• Modelado y simulación de sistemas industriales: Conceptos de modelado, Modelos en espacio de estados, Metodologías de modelado, Ejemplos.
• El comportamiento dinámico. Modelado, identificación y análisis de sistemas dinámicos: Solución de ecuaciones diferenciales, Análisis Cualitativo, Estabilidad, Estabilidad de Lyapunov, Respuesta paramétrica no local.
• Sistemas Lineales: Definiciones básicas, La Matriz exponencial, Entrada / Salida de respuesta, Linealización
• Realimentación de Estados: Alcanzabilidad, Estabilidad en espacio de estados, Problemas de Diseño, Acción Integral.
• Realimentación de Salida: Observabilidad, Estimación de Estado, Control , Filtrado de Kalman, Control en espacio de estados.
• Funciones de Transferencia: Análisis en el dominio de la frecuencia, Derivación de la función de transferencia, Diagramas de bloques y funciones de transferencia, El diagrama de Bode, Funciones de transferencia experimental, Transformadas de Laplace.
• Análisis en frecuencia: Introducción, El criterio de Nyquist, Los márgenes de estabilidad, Relaciones de Bode, La noción de ganancia.
• Control PID: Funciones básicas de control, Los controladores simples para sistemas complejos, Sintonización PID (Ziegler Nichols), Integrador Windup, Implementación.
• Diseño en el dominio de la frecuencia: El lazo básico de realimentación, Especificaciones de rendimiento, Diseño loop shaping, Limitaciones fundamentales, Ejemplo de diseño.
• Robustez: Modelado de la incertidumbre, La estabilidad en presencia de incertidumbre, Especificaciones en presencia de incertidumbre, Restricciones a la sensibilidad, Asignación de polos robusta Diseño robusto.

Sistemas empotrados (3 ECTS)

Esta asignatura permitirá al alumno comprender los principios de funcionamiento y diseño de sistemas empotrados, diseñar un sistema empotrado para la resolución de un problema concreto, con especial énfasis en la selección del procesador más adecuado en función de las especificaciones, así como implementar a nivel de prototipo un determinado sistema empotrado para una aplicación concreta, con atención a la fiabilidad y tolerancia a fallos.

Contenidos:

• Microprocesadores, Microcontroladores y Procesadores Digitales de señal.
• Principios de diseño de un sistema empotrado.
• Entornos de desarrollo para sistemas empotrados.
• Sistemas operativos y núcleos de tiempo real.
• Seguridad, fiabilidad y tolerancia a fallos.
• Pruebas y validación de un sistema empotrado.

Instrumentación virtual (3 ECTS)

Esta asignatura permitirá al alumno comprender el fundamento y las áreas de aplicación de la instrumentación virtual, así como diseñar e implementar con software específico un sistema de instrumentación virtual para una aplicación concreta.

Contenidos:

• Conceptos generales sobre la instrumentación virtual y áreas de aplicación.
• Arquitectura básica de un sistema de instrumentación virtual.
• Lenguajes y entornos orientados a la instrumentación virtual: LabView, LabWindows, Matlab/Simulink, DASYLab.

Procesamiento digital de señal (3 ECTS)

Esta asignatura permitirá al alumno comprender los fundamentos del procesamiento digital de señales, especialmente el principio de superposición y la aplicación de la convolución, así como aplicar dichos conceptos a la descomposición de señales. Además el alumno sabrá aplicar el análisis espectral para analizar una señal, incluyendo los métodos básicos de análisis multirresolución, así como escoger el tipo de filtro, y ajustarlo de forma apropiada a cada aplicación, e implementar el procesamiento de señal seleccionado tanto en un DSP como en herramientas de desarrollo matemático.

Contenidos:

• Orígenes y aplicaciones del DSP
• Fundamentos: Conceptos básicos de señales y ruido. Fundamentos estadísticos. Precisión y exactitud.
• Conversión analógica-digital: Teorema de Shannon. Filtros analógicos. Filtrado antialiasing.
• Sistemas lineales: Principio de superposición. Descomposición de señales. Descomposiciones habituales. Convolución. Correlación.
• Transformada discreta de Fourier: Familias de transformadas de Fourier. DFT real. Transformada inversa. Pares de transformadas. La función Sinc. El efecto Gibss. Harmónicos.
• Análisis espectral de señales: Aplicación de la DFT. Métodos multiresolución basados en la DFT.
• Filtrado digital: Filtros FIR e IIR. Filtros baso bajo, paso banda, rechazo de banda y paso alto.
• Diseño y aplicación de los filtros FIR. Filtros de media móvil. Filtros de ventana (sinc). Filtros a medida
• Diseño y aplicación de los filtros IIR: Filtrado recursivo. Filtros de 1 polo. Filtros de butterworth. Filtros de Chebyshev.
• Implementación software de las técnicas de análisis espectral y filtrado.

Sistemas de manufactura inteligente (3 ECTS)

Esta asignatura permitirá al alumno conocer los principios básicos y estándares de aplicación a los sitemas de manufactura inteligente, incluidos los sistemas holónicos. Además, el alumno será capaz de analizar y diseñar sistemas de manufactura discretos, continuos y batch mediante reutilización de diseños modulares, así como conocer y entender la importancia y retos de la evolución desde sistemas propietarios a sistemas de manufactura verdaderamente distribuidos.

Contenidos:

• Introducción
• Aspectos básicos de los Sistemas de Manufactura Inteligente.
• Normativas y estándares de aplicación en el diseño, operación y mantenimiento de sistemas de manufactura inteligente.
• Tecnologías e infraestructuras TIC de aplicación en el diseño de sistemas de manufactura colaborativos: realidad virtual, agentes, bases de datos, sensorización, redes de comunicación no jerárquicas, RFID, etc.
• Dispositivos y componentes hardware para implementación de sistemas de manufactura inteligente.
• Sistemas holónicos. Principios básicos: Autonomía, cooperación y reconfiguración automática.
• Sistemas holónicos. Casos prácticos.

Sistemas de información para la gestión de planta (3 ECTS)

Esta asignatura permitirá al alumno saber diseñar la infraestructura TI de una industria, saber diseñar e implementar sistemas de gestión de la producción: base de datos, capa de negocio, interface con el usuario. Además el alumno adquirirá la capacidad de integrar sistemas de gestión de la producción con el sistema de control y adquisición de datos del proceso.

Contenidos:

• Infraestructura TI de la industria.
• Introducción a la gestión de la producción. (MES -Manufacturing Execution System-).
• Información relevante para la producción: lotes, materias primas, insumos, recursos humanos, recetas, etc. Fórmulas o recetas. (gestión documental).
• Métodos de cálculo de costeos: precio estándar, precio variable, precio real. Cálculo e imputación de desviaciones de costes.
• Centros de coste. Cuentas contables. Información cruzada.
• Rendimiento de máquinas y líneas de proceso. OEE (Overall Equipment Eficiency).
• GIS (General Information System). Cubos de información. Tablas dinámicas. Cuadros de mando.
• Métodos de extracción de información almacenada en SAP.
• Gestión de Mantenimiento Asistido por Ordenador (GMAO). Gamas (planes o programas de mantenimiento). Tipos de gamas. Definición de componentes (máquinas, líneas, repuestos, etc).
• Gestión de la Calidad. Procedimientos de inspección. Órdenes de trabajo. BBDD de resultados.

Aspectos genéricos y específicos de la investigación (3 ECTS)

Esta asignatura permitirá al alumno desarrollar la metodología de la investigación científica en la ingeniería con acuerdo a las implicaciones éticas en todo proceso investigador, así como conocer los sistemas de búsquedas de recursos: bases de datos, portales temáticos y fuentes de financiación. El alumno será capaz de desarrollar un artículo científico utilizando los métodos de análisis, síntesis y exposición propios de la redacción técnica.

Contenidos:

• Metodología de la investigación científica en ingeniería.
• Implicaciones éticas en la investigación científica. ¿Plagiar o referenciar?
• Búsqueda de recursos: Bases de datos (ISI...), Portales temáticos de ingeniería (IEEEXplore), Fuentes de financiación.
• Redacción de un artículo científico en ingeniería: Estructura de un artículo, Herramientas software para la composición de un artículo.
• Publicación de resultados.
• Búsqueda de financiación pública/privada.

Eficiencia energética en la industria (3 ECTS)

Esta asignatura permitirá al alumno conocer aspectos generales sobre eficiencia energética, la legislación al respecto y su aplicación para su mejora en la industria. El alumno será capaz además de diseñar sistemas de medida integrados para los distintos tipos de consumos de energía en la industria, así como valorar objetivamente la importancia de la calidad, fiabilidad y disponibilidad de la energía aplicando estos criterios en el diseño de soluciones.

Contenidos:

• Introducción a la eficiencia energética. Legislación energética básica. Fases para implantación de sistemas de eficiencia energética en la industria.
• Diagnóstico energético. Fuentes de energía. Tipos de energía en planta. Principales consumos en procesos de producción. Toma de datos y mediciones de los procesos. Aplicación de las tecnologías de automatización e informática industrial para el diseño del sistema de medida.
• Análisis energético. Estimación del potencial de ahorro. Integración de propuestas de mejora. Viabilidad técnica y retorno de la inversión. Optimización de tarifas energéticas.
• Implementación de medidas de eficiencia energética. Monitorización continua y sostenibilidad del sistema. Consideraciones sobre la calidad, fiabilidad y disponibilidad de la energía.
• Estudio de casos en diferentes sectores. Equipos y sistemas. Conclusiones.