Construcción de Prototipos
Aula-Empresa 216/17
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Los alumnos del ciclo formativo de grado superior de Automatización y Robótica Industrial disponen de doce entrenadores didácticos basados en el Indicador de panel multifunción FEMA C40-A para sus prácticas de instrumentación.
Estos entrenadores didácticos han sido diseñados y construidos en el propio centro formativo a partir de los doce Indicadores C40-A donados por FEMA Electrónica S.A con la intención de colaborar y apoyar a la formación de técnicos superiores en automatización industrial de procesos.
Disponer de este nuevo recurso supone una gran ventaja para alumnos y profesores ya que complementan y mejora la dotación de aula con dispositivos muy versátiles, de fácil manejo y en número suficiente para permitir el aprendizaje individualizado.
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| Conjunto de entrenadores didácticos del Indicador de panel multifunción FEMA C40-A-L del Centro Integrado de F.P. Ciudad de Béjar |
¿Por qué el Indicador de Panel Multifunción C40-A de FEMA Electrónica?
Las prácticas en algunos de los módulos que se imparten en el ciclo formativo de grado superior de Automatización y robótica Industrial en el Centro integrado de F.P. Ciudad de Béjar se veía limitadas por el hecho de no contar con amplificadores de señal adecuados para los diversos tipos de sensores disponibles en el aula. Cubrir las necesidades de este tipo de dispositivos resultaba complicado sin un circuito polivalente.
La serie de Indicadores de panel multifunción C40 ha sido un verdadero descubrimiento para los profesores porque, al ser multifunción, permite la conexión de la mayoría de los sensores de instrumentación industrial de los que el Centro dispone.
Mediante unos sencillos ajustes y configuración, el indicador C40 es capaz de medir tensiones y corrientes alternas y continuas en un amplio rango de valores, temperaturas con diferentes tipos de sondas, resistencias, valores de proceso, etc. Esto hace que un único tipo de dispositivo pueda se utilizarlo para muchas aplicaciones con medidas de diferente naturaleza.
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| Secuencia de la apertura para el cambio de la configuración en el Indicador de panel FEMA C40-A | |
Una de las principales ventajas del Indicador de Panel Multifunción C40 es que puede incorporar como opción un módulo ‘M1’ que proporciona una salida analógica de corriente 4/20 mA, lo que le permite transferir el valor medido por el sensor a un controlador lógico programable (PLC) que disponga de una entrada analógica de este tipo.
Por otro lado los módulos opcionales de relé ‘A1’ y ‘A2’ permiten la activación de dos alarmas relacionadas con el valor medido por el sensor para la señalización externa o incluso la regulación de un proceso de tipo todo/nada sin algoritmo de regulación.
Por último la posibilidad de incluir en el Indicador C40 un módulo ‘S1’ de comunicación Modbus RTU permite integrar la lectura de los sensores, a través del indicador, en las comunicaciones industriales a nivel de campo o de gestión.
Un entrenador didáctico tiene ciertos requisitos funcionales como estar diseñado y construido de tal forma que facilite al alumno el uso de los dispositivos que contiene y que esto se pueda hacer de manera segura para él alumno, para sus compañeros y para el propio dispositivo y otros con los que será utilizado simultáneamente. Además debe ser resistente, fácil de guardar y que su forma y los materiales animen al alumno a tratarlo con cuidado y respeto.
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| Fácil y cómodo de utilizar y de guardar. | |
La electrónica utilizada para montar los entrenadores didácticos del Centro Integrado de F.P. Ciudad de Béjar ha sido de doce Indicadores de panel multifunción C40-A-L, nueve módulos ‘M1’ de salida analógica 4/20 mA, tres módulos ‘S1’ de comunicación Modbus RTU y doce módulos ‘A2’ de relé auxiliar. El resultado son nueve entrenadores didácticos de Indicador de panel multifunción C40 con salida analógica y un relé auxiliar y tres entrenadores didácticos de Indicador de panel multifunción C40 con comunicación Modbus RTU y un relé auxiliar.
Cada indicador se ha montado sobre un bastidor mecanizado a partir de una plancha de metacrilato de 10 mm de espesor plegada en “L”. Esta estructura proporciona al indicador estabilidad, protección, seguridad y presencia.
En la parte frontal de entrenador se han colocado hembrillas para bornas de 4 mm lo que garantiza rapidez y comodidad de uso en la realización de las conexiones a otros dispositivos –fuente de alimentación, sensores, PLC, etc.- necesarios para la realización de las prácticas. Todas las hembrillas están convenientemente identificadas y marcadas para evitar errores en el conexionado que pudieran llevar a la inutilización o destrucción de parte de los circuitos del indicador. El cableado entre las hembrillas y las bornas del indicador están realizadas por la parte interior del entrenador usando cable aislado y cubriendo adecuadamente todas las partes que puedan ser puestas en tensión durante el uso normal.
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| Detalle frontal del entrenador didáctico del Indicador de panel multifunción FEMA C40-A-L |
La adquisición de los paneles de metacrilato, las hembrillas, el resto de los materiales necesarios y la fabricación de los entrenadores didácticos se ha realizado dentro del proyecto Aula-Empresa de Castilla y León “Construcción de prototipos didácticos de robótica y automatización industrial” (AE-PUB-2016-034), cofinanciado por el Fondo Social Europeo en el marco del Programa Operativo FSE de Castilla y León 2014-2020, en el que participan profesores y alumnos de los segundos cursos de los ciclos formativos de Automatización y Robótica industrial y de Instalaciones Eléctricas y Automatizadas del Departamento de Electricidad y Electrónica del Centro Integrado de F.P. Ciudad de Béjar, durante el curso académico 2016/17.
Estos versátiles entrenadores serán usados en muchos de los módulos del ciclo formativo de Automatización y Robótica Industrial y principalmente en los módulos de Sistemas de Medida y Regulación y de Comunicaciones Industriales.
Las ventajas que supone para los alumnos trabajar con el indicador de panel multifunción FEMA C40 se ponen de manifiesto desde el primer momento. Gracias a la facilidad que tiene para adaptarse a una amplia gama de sensores industriales puede ser usado para realizar medidas de magnitudes diferentes.
Una de las primeras prácticas que pueden ser realizadas por los alumnos es la configuración y la parametrización del indicador para realizar algún tipo de medida. El valor mostrado en el indicador permite comprobar si el sensor funciona y si las conexiones y configuraciones son correctas.
También es fácil ajustar las escalas y definir los dos niveles de alarma de que dispone el indicador –que pueden ser utilizados externamente mediante los módulos de relé ‘A1’ o ‘A2’-. De estos ajustes puede derivarse otra práctica en la que es posible activar algún tipo de dispositivo -actuador, alarma, una entrada digital de un controlador lógico programable, etc.- al ser superado por exceso o por defecto el límite ajustado en alguna de las alarmas.
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| Señalización de valor medido inferior al ajustado en alrma 1 | Señalización de valor medido superior al ajustado en alrma 2 |
Dotando al indicador de un módulo opcional ‘M1’, que proporciona una salida analógica de corriente en el rango de 4/20 mA, es posible transferir la medida captada por el sensor a un controlador lógico programable que disponga de una entrada analógica que admita ese tipo de señal -o incluso de entradas analógicas de tensión por medio del uso de una resistencia de 250Ω a 500Ω-. Este tipo de práctica es muy interesante y será ampliamente utilizado al permitir usar todos los tipos de los sensores con los que es compatible el indicador y conectándolos a través de él con cualquier PLC dotado de una entrada analógica para cualquier tipo de señal de procesos.
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| Variable de entrada analógica en un PLC leida a través de un módulo de entradas analógicas AS-i | |
Por último, si se dispone de un módulo ‘S1’ de comunicación Modbus RTU es posible realizar prácticas de comunicación en la que el indicador FEMA C40 actúe como cliente en dicha red donde se pueden leer registros hexadecimales; uno proporcional a la magnitud medida por el sensor conectado al indicador y otro que indica el número de decimales de la medida configurado en el indicador por el usuario.
Como conclusión puede observarse que los alumnos pueden realizar directamente cuatro prácticas centradas en el propio Indicador de panel multifunción FEMA C40, que incluyen el desarrollo de habilidades relacionadas con la lectura y manejo de manuales y documentación técnica, la configuración y los ajustes de dispositivos electrónicos, la realización de conexiones correctas y seguras, la calibración de dispositivos, los ajustes de alarmas, etc.
También se le puede sacar mucho provecho a los entrenadores didácticos como amplificadores de instrumentación en otras prácticas donde sea necesario proporcionar medidas de la señal de proceso para control de sistemas cableados, con reguladores industriales, controladores lógicos programables, visualización de señales de proceso en HMI, comunicaciones industriales, etc.
El primer contacto entre FEMA Electrónica S.A. y los profesores del Centro Integrado de F.P. Ciudad de Béjar se produjo durante la visita realizada con alumnos a la feria MATELEC en octubre de 2016. Los profesores del centro se acercaron al expositor de FEMA Electrónica S.A. interesados en los dispositivos que mostraban. Concretamente atraídos por la posibilidad de encontrar amplificadores de señal para instrumentación asequibles para el Departamento de Electricidad y Electrónica.
En la conversación establecida los profesores pudieron comprobar cómo las características y funciones de los Indicadores de panel multifunción de la serie C40 de FEMA se ajustaban perfectamente a los requisitos deseados, especialmente para las prácticas en el módulo de Sistemas de Medida y Regulación del ciclo formativo de grado superior de Automatización y Robótica Industrial. El indicador dispone de un circuito acondicionador de señal polivalente, una pantalla para indicar el valor medido, una salida de señal analógica o un puerto para comunicación industrial.
Una vez comprobado el interés de los profesores del centro por dotarse con indicadores FEMA C40 solo faltaba por concretar la cantidad de ellos y de qué manera podrían ser adquiridos, ya que aunque el precio es reducido para lo que suele ser equipamiento industrial, los recursos económicos del Departamento de Electricidad y Electrónica no son demasiado abundantes.
En ese momento el interlocutor de la empresa FEMA Electrónica S.A. ofreció la posibilidad de estudiar la donación de un número adecuado a las necesidades del centro formativo, a modo de colaboración. FEMA estudiaría cómo concretar su oferta en los meses posteriores en base a sus propias posibilidades y a la aplicación propuesta por los profesores para dar un uso efectivo con los alumnos de los Indicadores de panel multifunción FEMA C40 en algunos de los módulos del ciclo formativo.
Tras unos meses analizando la oportunidad y la forma de materializar su ayuda y colaboración, FEMA Electrónica S.A. ofreció donar, libre de coste para el centro formativo, doce Indicadores de Panel Multifunción C40-A-L valorados en más de 1200€
Los profesores del ciclo formativo, después de conocer la generosa oferta de FEMA, decidieron completar los equipos donados adquiriendo con sus propios medios los módulos opcionales para complementar las prestaciones y usabilidad de los indicadores. Esta iniciativa fue celebrada y facilitada por FEMA Electrónica S.A. al aplicar un importante descuento sobre los precios de tarifa de los módulos adquiridos.
De ese modo el 1 de febrero de 2017 llegó el envío de FEMA con los doce indicadores de panel multifunción C40-A donados, los módulos opcionales adquiridos y, de regalo adicional, dos indicadores de la primera serie INTUITIVE perfectamente operativos. A partir de ese momento la pelota para desarrollar los entrenadores didácticos basados en los Indicadores C40 de FEMA estaba en el tejado de los profesores y alumnos del Departamento de Electricidad y Electrónica del Centro Integrado de F.P. Ciudad de Béjar, que se pusieron a trabajar dando como resultado los entrenadores didácticos mostrados en esta noticia.
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