Redes industriales ss14

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Parte 1 1. Dentro de las empresas es posible que existan niveles jerárquicos para manejar la tecnología y lo industrial de una mejor manera. 2. En tu libreta dibuja una pirámide con 5 niveles y acomoda los siguientes títulos en cada uno, de acuerdo a lo que consideres pertinente; nivel de célula, nivel de corporación, nivel de planta, nivel de campo y nivel de proceso. 3. Una vez que hayan realizado lo anterior, dibujen en conjunto esta misma pirámide (en blanco) con los 5 niveles. Entre todos deberán acomodar cada uno de los niveles, de acuerdo a la pirámide de automatización. 4. Una vez que hayan terminado, pidan ayuda a su maestro para que valide la distribución de niveles que hayan hecho. Después formen 5 equipos, para que cada uno explique de forma detallada los niveles y su aplicación o relación con las redes industriales. 5. Reflexionen sobre la importancia y aplicación que tiene esta pirámide en la rama de redes industriales. 6. Para la próxima parte de la actividad deberán llevar información impresa sobre los estándares internacionales de las redes industriales. Parte 2 7. Escribe las siglas de los estándares internacionales para redes que conozcas. 8. Comparte con algún compañero tus resultados y revisen si han coincidido en su información. 9. Pueden realizar un juego para ver quién puede incluir el significado de cada una de las siglas de forma correcta y su traducción al español. 10. Una vez que tengan identificados cada uno de estos estándares, comenten con el resto de los compañeros para revisar sus resultados. 11. Trabajen en equipos para definir los siguientes puntos de cada uno: a. El significado del nombre o siglas b. Historia y fundación de la organización que lo regula (es posible que más de un estándar esté regulado por una misma organización) c. Las fechas importantes d. Crecimiento y globalización e. Áreas de trabajo f. La organización hoy g. Estándares más conocidos h. Recursos y servicios i. Algún evento reciente j. Relación con universidades o estudiantes

Parte 3 12. Una vez que tengan esta información realicen un catálogo en el que incluyan la descripción de cada estándar. Incluyan la información de manera desglosada, fácil de comprender y con representaciones gráficas; incluyan también el logo de cada una de estas instituciones. 13. Compartan sus resultados con otros equipos y realicen un debate sobre la importancia que tienen estas instituciones reguladoras en el campo de las redes industriales y sobre cómo les beneficia conocer esto a ustedes dentro de su carrera. Parte 1 1. En el centro de una hoja escribe la palabra “cobre”; alrededor de ésta realiza una lluvia de ideas y escribe palabras o frases sobre el conocimiento que tengas de este material, sus propiedades, características, usos, etc. 2. Realiza la misma dinámica pero usando el concepto de “fibra óptica”. 3. Dividan el pizarrón y el total del grupo en dos partes, de tal forma que se formen dos equipos grandes. 4. En una parte del pizarrón deberán poner como título “cobre” y en otro “fibra óptica”. 5. Los dos equipos realizarán una dinámica para incluir las características de estos dos materiales; tomen turnos para que, por equipos, vayan pasando. La idea es que no se rompa la cadena y que cada miembro del equipo aporte algo; el primer equipo en donde todos sus integrantes hayan participado y aportado algo se considerará el ganador del rally. 6. Concluyan comentando cómo estos materiales son útiles para el cableado de redes. 7. Para la próxima parte lleven a la clase muestras de estos tipos de cableado y una cámara fotográfica por equipo (pueden usar la cámara de sus teléfonos móviles). Parte 2 8. Pónganse de acuerdo para que por equipos realicen una búsqueda de las instalaciones de cables de la red que existe en su campus. Lleven libreta para tomar notas y su cámara fotográfica. 9. Pidan permiso a las personas que están usando las áreas cuidando no interrumpir sus labores. Pueden ir a la biblioteca, sala de maestros, oficina de coordinación de carrera, etc. 10. Consideren las siguientes preguntas dentro de sus inspecciones. a. ¿Cuántos dispositivos están conectadas a la red? b. ¿Cómo se conecta la impresora a la red? c. ¿Cómo se conectan las computadoras a la red? d. ¿Cómo se conecta la copiadora? e. ¿Hay algún dispositivo que utiliza la red inalámbrica? f. ¿De dónde viene la señal?

g. ¿Qué tipo de cables se utilizan? h. ¿Todos los cables son iguales? i. ¿De qué partes consisten los cables? j. ¿De qué marca son los cables? k. ¿De qué marca son las instalaciones inalámbricas? 11. Tomen fotografías de los cables de red y definan qué tipo de cable es, cómo debe estar conectado y por qué. Acudan con las personas del departamento de soporte técnico e indaguen sobre los tipos de cables que se utilizan. Pregunten si el que se está usando actualmente es la mejor opción o si existen otros. 12. Para la próxima parte realicen una búsqueda sobre los costos de los cables, proveedores y herramientas necesarias para realizar la instalación. Parte 3 13. Con la información que obtuvieron del campus dibujen un diagrama explicando a detalle cómo se conectan los cables con los dispositivos. 14. Ahora con la información que buscaron sobre los costos, calculen el costo aproximado para equipar una sala de cómputo de 15 computadoras con la red de cables. Tomen en cuenta que el área disponible para una computadora es de 1 m². 15. Especifiquen lo siguiente: a. ¿Qué tipo de herramienta se ocupa para hacer una instalación? b. ¿Quiénes son los proveedores y fabricantes de los cables? 16. Realicen una cotización del costo total por las 15 computadoras, así como un diagrama donde expliquen cómo se realizará la instalación diseñada. 17. Preparen además una tabla comparativa con ventajas y limitaciones (mencionen mínimo 10) de las instalaciones cableadas y de las inalámbricas. Diseño de una red con cables para un proceso de manufactura. Instrucciones para realizar evidencia: La siguiente evidencia deberá realizarse en equipos. 1. Busquen una empresa en la que les permitan realizar una investigación de campo respecto al tema del módulo. 2. Deberán especificar: a. El giro de la empresa y una breve descripción de sus labores o servicios. b. La estructura de las líneas de producción y procesos industriales en la empresa. c. Identificar las áreas de la empresa en las que se ocupa la conexión de la red cableada.

3. Deberán indagar sobre el tipo de datos que la empresa transmite, indicando frecuencia y cantidad de los mismos. 4. Averigüen las restricciones para instalar cables de red o algunas condiciones extremas que requieran instalaciones especiales. Especifíquenlas. 5. Realicen un bosquejo del diseño de red que planean proponer y compártanlo con las personas del departamento de sistemas de la empresa. Tomen en cuenta sus comentarios para realizar las mejoras pertinentes. 6. Lleven a cabo el diseño y explíquenlo a detalle a través de un documento, indicando también las ventajas, desventajas y áreas de oportunidad que pudiera tener su diseño. Parte 1 1. De forma individual enlista las ventajas de contar con una red inalámbrica; responde lo siguiente: a. ¿Qué ventajas tiene contar con una red inalámbrica? b. ¿Puedes pensar en alguna desventaja? c. ¿Crees que una red inalámbrica es más segura que la de cable? d. ¿Cuál sería más fácil de instalar y mantener? e. ¿Qué tipos de transferencias inalámbricas de datos conoces? 2. Igual que en las redes cableadas, en las redes inalámbricas también existen diferentes tipos de interferencias. Como sabemos, el medio por el que se transmite la señal es el aire; todas las características de las redes inalámbricas están de acuerdo con las condiciones de atmosfera normales (oxígeno y nitrógeno). Es necesario tomar en cuenta la calidad de aire cuando se trata de las conexiones inalámbricas. 3. En equipos, como trabajo previo a la siguiente parte de la actividad, realicen la siguiente instrucción: Los estudiantes deben ir a una plaza comercial o lugar público que cuente con señal inalámbrica para observar las conexiones inalámbricas existentes. Pueden preguntarle al personal de mantenimiento cómo funcionan sus redes inalámbricas. 4. Analiza los detalles específicos y define los siguiente puntos: a. El área de cobertura b. El costo y presupuesto c. La cantidad máxima de nodos por punto de acceso d. El ancho de banda y la velocidad máxima de transferencia de datos e. El rango de frecuencias utilizado y las interferencias f. La atenuación de las señales g. La necesidad de amplificadores y repetidores Parte 2 5. Realicen sus propuestas para eliminar las interferencias en la red inalámbrica del caso anterior. Elaboren un layout para identificar y eliminar las interferencias en la red inalámbrica de la plaza comercial.

6. Pueden apoyarse en los siguientes puntos: a. Alinear los dispositivos inalámbricos para conseguir un contacto visual. b. Ubicarlos reduciendo al máximo la cantidad de paredes, techos, pisos o puertas que puedan afectar la señal. c. Eliminar los equipos electrónicos con ruido de radiofrecuencia o mantenerlos a una distancia de 2 metros. d. Eliminar los teléfonos inalámbricos que trabajan con 2 o 4 GHz o mantenerlos lo más lejos posible de las bases. e. Si los dispositivos están divididos por la pared o el techo, ubicarlos para que la señal pase directo y no con un ángulo. Si las señales pasan, por ejemplo, con ángulo de 15 grados, la pared se comportará como una barrera aún más grande. f. Revisen si es posible reubicar los dispositivos para que las señales pasen por las barreras que menos afectan la transferencia. Pueden apoyarse en la siguiente tabla: Elemento Nivel de atenuación Madera Bajo Vidrio Bajo Yeso Bajo Ladrillos Medio Cerámica Alto Metales Muy alto Parte 3 7. Junto con el departamento de sistemas o mantenimiento, investiguen las siguientes características de las antenas instaladas en la plaza comercial: a. La dirección o el patrón de propagación (propagation pattern); direccional, omnidireccional o sectorial. b. Las frecuencias o el ancho de banda (frequencies/bandwith). c. La potencia de transmisión (transmit power/ RF power). d. La ganancia (gain). e. La ubicación para la cual fue diseñada (location), interior o exterior. f. La apertura vertical (vertical aperture). 8. Al finalizar realicen un reporte de lo anterior incluyendo representaciones gráficas de sus resultados y conclusiones. Parte 1 1. Define, de forma individual, qué es un sensor y un actuador.

2. Indica en dónde se pueden encontrar éstos y cuál es su relación con las redes. 3. Con sus equipos, acudan al laboratorio de manufactura y exploren las instalaciones existentes. Observen cuidadosamente y contesten las siguientes preguntas: a. ¿Cuántos sensores encontraron? b. ¿De qué tipo son? c. ¿Dónde están instalados? d. ¿Qué funciones ejecutan? e. ¿Para qué tipo de trabajo son utilizados en el laboratorio? 4. Dibujen un diagrama explicando a detalle cómo se conectan los sensores. 5. Hagan una tabla para explicar la diferencia entre los tipos de sensores; especifiquen el tipo de sensor, fabricante, tag de identificación (etiqueta que ubica al sensor en el proceso) y tag de fabricante (Número serial, número de pieza). 6. Para cada sensor especifiquen a qué parte de los sentidos humanos (vista, olfato, oído, tacto, gusto), se asemeja. Parte 2 7. En el laboratorio de manufactura exploren las instalaciones existentes. Observen cuidadosamente y contesten las siguientes preguntas: a. ¿Cuántos actuadores encontraron? b. ¿De qué tipo son? c. ¿Dónde están instalados? d. ¿Qué funciones ejecutan? e. ¿Para qué tipo de trabajo son utilizados en el laboratorio? 8. Dibujen un diagrama explicando a detalle cómo se conectan los actuadores. 9. Hagan una tabla para explicar la diferencia entre los tipos de actuadores; especifiquen el tipo de actuador, fabricante, tag de identificación y tag de fabricante (Número serial, número de pieza). 10. Identifiquen el tipo de mecanismo (eléctrico, electrohidráulico, etc.) del actuador. Parte 3 11. Utilizando la información recopilada sobre los sensores y actuadores, mediante los tags de fabricante, consulten en la página web del fabricante o con un distribuidor los aspectos técnicos más importantes (voltaje de alimentación, tipo de conexión, rangos de trabajo, etc.) de cada sensor y actuador. 12. Elaboren un diagrama de la celda de manufactura e identifiquen colocando en el código del tag de identificación la ubicación de cada sensor y actuador. 13. Especifiquen el tipo de conexión que ocupa cada sensor actuador y cómo están conectados entre sí. Diseño de una red inalámbrica para un proceso de manufactura. Instrucciones para realizar evidencia:

1. En equipos de máximo 4 integrantes, selecciona una empresa en tu localidad que te permita acceder al área de producción o administración, en donde consideres que es necesario instalar una red inalámbrica. 2. Con base en la empresa seleccionada deberás realizar: a. Un plano del lugar que incluya medidas e inmobiliario permanente (obstáculos y equipos). No es necesario que sea exacto pero sí proporcionado. b. Consideraciones sobre las paredes, obstáculos y posibles campos magnéticos o eléctricos que puedan requerir instalaciones especiales. Realiza una búsqueda de información sobre lo anterior. c. Cotización sobre equipos, instalaciones y requerimientos necesarios. d. Opciones para los materiales que se requieren para la instalación de los equipos de acuerdo a los requerimientos. Indica cuáles son los equipos y materiales óptimos, de acuerdo al tipo de instalación que se realizará. Considera los rangos de transmisión de los equipos. e. Plano de las instalaciones de red propuestas para la empresa, que incluya las ubicaciones de los equipos a instalar. Puedes incluirlo en una copia del plano del lugar, para comparar (antes y después). f. Mención de posibles ventajas y desventajas. g. Explicación detallada de cada uno de los puntos anteriores. Parte 1 1. Dentro de las empresas es necesario juntar en una red los dispositivos de diferentes fabricantes. Es por eso que es importante que conozcas cuáles son sistemas abiertos, cuáles son cerrados y cuáles ventajas y limitaciones ofrece cada uno de ellos, para comenzar, formen equipos de 3 o 4 integrantes. 2. Junto con tus compañeros organiza una lluvia de ideas sobre cómo podría ser un sistema abierto para las conexiones de los dispositivos. 3. Una vez que hayan realizado lo anterior, sigan con una lluvia de ideas de cómo podría ser un sistema cerrado para las conexiones de los dispositivos. 4. Tomen nota de todas las ideas que vayan generando, para ambos sistemas. 5. Dividan el pizarrón en dos partes y el grupo en dos equipos. Cada uno deberá utilizar la mitad del pizarrón para escribir los resultados de su lluvia de ideas, de tal forma que todos puedan verlo. 6. Una vez que hayan terminado, pidan ayuda a su maestro para que valide las ideas que hayan preparado. Después, un equipo explica de forma detallada las características de un sistema cerrado y el otro equipo sobre un sistema abierto. 7. Utilicen el pizarrón o algún otro medio para explicar a su clase, con conceptos, dibujos o frases, para que el resto del equipo pueda entenderlo mejor. 8. Reflexionen sobre la importancia y aplicación que tiene cada uno de los sistemas en la rama de redes industriales. ¿Cuál de los dos sistemas es más accesible, más seguro, más fácil de instalar?

9. Para la próxima parte de la actividad deberán llevar información impresa sobre los FieldBus y ProfiBus. Parte 2 1. Escribe los nombres de buses que conozcas. 2. Comparte con algún compañero tus resultados y revisen si han coincidido en su información. 3. Identifiquen la abreviación y traducción al español de los nombres FieldBus y Profibus. 4. Trabajen en equipos para definir los siguientes puntos de cada uno: a. El significado del nombre. b. Origen histórico. c. Evolución de cada uno de los buses. d. Las diferencias entre ellos. e. Algunas semejanzas entre ellos. 5. Realicen una tabla con dos filas y 5 columnas, en las filas escriban FieldBus y Profibus y en las columnas los incisos antes mencionados. 6. Incluyan en cada cuadro la información que encontraron, de tal forma que se pueda ver una comparación clara entre cada uno. 7. Una vez que tengan identificadas cada uno de estos buses, comenten con el resto de los compañeros para revisar sus resultados. Parte 3 1. Acudan al laboratorio de la celda de manufactura junto con su maestro. 2. Realicen una observación en qué parte de la celda utilizan FieldBus y en que parte utilizan Profibus. 3. Expliquen cuál es su funcionamiento. 4. Expliquen cómo se realiza la transferencia de datos. 5. Contesten la siguiente pregunta: ¿En la celda de manufactura manejan una red abierta o cerrada? Justifiquen su respuesta explicando por qué es abierta o cerrada. 6. Compartan sus resultados con otros equipos y realicen un debate sobre la importancia de los buses en el campo de las redes industriales, sobre los beneficios que ellos ofrecen en cuestión de rapidez, instalación, mantenimiento, costo y flexibilidad del sistema. Parte 1 1. La actividad empezará en el laboratorio de celda de manufactura. 2. Reúnanse en equipos para analizar la estructura de OPC del laboratorio. Analicen de qué manera están conectados los dispositivos, sus nombres, el fabricante de cada uno, dónde y cómo empieza el proceso de manufactura y en qué parte termina. 3. Expliquen cómo los dispositivos de la celda de manufactura de diferentes marcas se comunican a través de OPC.

4. Con ayuda del maestro, realicen una búsqueda de información de cómo se puede aplicar la tecnología OPC para la manufactura extendida. 5. Para la próxima parte lleven la información sobre el protocolo ModBus. Parte 2 6. De forma individual escribe todo lo que conozcas sobre las características y aplicaciones de ModBus. 7. Reúnete con un compañero y compartan su información, para que la puedan complementar. 8. Con la información que recopilaron, piensen en alguna idea creativa para compartirla con el resto de los equipos. Pueden crear un juego como de acertijo, un jeopardy, un crucigrama, sopa de letras, cuestionario, etc. 9. Realicen su acertijo, crucigrama, etc. y compártanlo con otro equipo. 10. Intercambien la información de tal forma que ambos puedan contestarlo. 11. Reúnanse con el otro equipo y revisen si sus respuestas son acertadas. ¿Aprendieron algo más que no habían incluido? ¿Cómo pueden explicar ahora las características y aplicaciones de ModBus? 12. Realicen una conclusión que puedan compartir con el resto de los equipos. Parte 3 13. En el centro de una hoja escribe las palabras “Versiones CAN”, alrededor de ésta, realiza una lluvia de ideas y escribe palabras o frases sobre el conocimiento que tengas de este protocolo. 14. Realiza la misma dinámica pero sobre “Aplicación CAN”. 15. En colaboración con todo el grupo dividan el pizarrón y el total del grupo en dos partes, de tal forma que se formen dos equipos grandes. 16. En una parte del pizarrón deberán poner como título “Versiones” y en otro “Aplicaciones”. 17. En los dos equipos realizarán una dinámica para incluir las características y aplicaciones del protocolo CAN, tomen turnos para que por equipos vayan pasando, la idea es que no se rompa la cadena y cada miembro del equipo aporte algo, el primer equipo que todos sus integrantes hayan participado y aportado algo se considerará el ganador del rally. 18. Concluyan comentando la importancia del protocolo CAN para el sector automotriz. Layout de una red que contempla diferentes aplicaciones de redes industriales para un proceso de manufactura. Instrucciones para realizar evidencia: 1. La siguiente evidencia deberá realizarse en equipos y trabajarla dentro de una empresa (NO debe ser una oficina o local) que les permita averiguar sobre sus procesos de redes y manufactura. 2. Averigüen sobre los procesos manufactureros que se llevan a cabo dentro de la empresa.

3. En la misma empresa identifiquen las áreas en las que se puede instalar una conexión con buses de campo. 4. Identifiquen las áreas de la empresa en las que ya están instalados los buses de campo. 5. Describan varias aplicaciones de control realizados por medio de buses de campo. 6. Identifiquen todos los dispositivos de diferentes fabricantes que están integrados en un sistema de comunicación. 7. Detecten las áreas del proceso de manufactura donde se puede reemplazar el cableado convencional por un bus de campo; especifíquenlo a ravés de un diagrama. 8. Realicen un bosquejo del diseño de red que planean proponer y compártanlo con las personas del departamento de sistemas de la empresa. Tomen en cuenta sus comentarios para realizar las mejoras pertinentes. 9. Realicen una propuesta de mejora para el sistema existente incluyendo el diseño detallado, ventajas y limitantes, así como el plan de mantenimiento que sugieren para el mismo, y sus procesos de control.

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