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Academic Year/course: 2022/23

532 - Master's in Industrial Engineering

60836 - Electric systems in industry


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
60836 - Electric systems in industry
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
532 - Master's in Industrial Engineering
ECTS:
6.0
Year:
2
Semester:
Second semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The subject and its expected results meet the following approaches and objectives:

The design of the course is eminently practical and direct application of acquired knowledge for professional practice is important.

In the course "Electrical Systems in the Industry" it is intended that students:

−      Acquire a clear idea of the different parts that make up an electrical system for controlling an industrial production process.

−      Know the different ways of integrating electromechanical drives in the control systems.

−      Meet the various electrical devices used to capture signals during the production process and product quality.

−      Have a clear idea of the capabilities of electrical control systems, as well as in terms of logic programming of the process as regards to the information process management.

−      Know the various large-scale electrical systems that allow communication between various devices of an industrial system.

−      Know the necessary steps to ensure quality results in the product or controlled process.

These approaches and objectives are aligned with some of the Sustainable Development Goals, SDGs, of the 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) and certain specific targets, so that the acquisition of the learning outcomes of the subject provides training and competence to the student to contribute to some extent to their achievement.

Goal 7: Ensure access to affordable, secure, sustainable and modern energy for all.

Target 7.3: Double the global rate of improvement in energy efficiency by 2030.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The subject is taught in the optional block "Electrical Systems", which covers specific skills training of the Master in Industrial Engineering. It serves as an introduction for students to learn specific concepts of control production systems through the use of electrical devices.

1.3. Recommendations to take this course

To take the subject of "Electrical Systems in the Industry", basic knowledge in mathematics, electromagnetism,
electrical circuit analysis and electrical engineering in general are required.

2. Learning goals

2.1. Competences

By passing this subject, students will be able to...

 

1: Generic competences:

  • Apply the acquired knowledge and ability to solve problems in new or unfamiliar environments within broader (or multidisciplinary) contexts related to their field of study (CB7).
  • Communicate their conclusions and the knowledge and rationale underpinning to specialists and non-specialists in a clear and unambiguous way (CB9).

 

2: Transversal competences:

  • Design, calculate and design products, processes, facilities and plants (CG2).

 

3: Specific competences:

  • Have knowledge and skills to perform verification and control of facilities, processes and products (CM22).
  • Have knowledge and skills to perform certifications, audits, inspections, tests and reports (CM23).

2.2. Learning goals

The student, for achieving this subject, should demonstrate the following results...

He/she calculates, designs and integrates electrical systems in industrial processes and electromechanical systems

He/she knows the procedures for doing certifications, audits, inspections, tests and reports.

2.3. Importance of learning goals

The issues addressed in this course enable students to undertake projects of electrical systems process control at medium and large scale at all levels, from the equipment and electrical components that physically make up the installation through knowledge of the logic control intelligent control systems, to the junction with the technologies that enable the management of a quality control system. After passing the course, the student is competent to demonstrate fluency in industrial electrical control for both implementation tasks and management tasks.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student must demonstrate that he/she has achieved the intended learning outcomes through the following evaluation activities:

Option 1: To encourage ongoing work of the student, it can be applied an overall assessment, by means of the continuous evaluation of the following activities:

  • Laboratory sessions (20% of the final mark): It is required to attend all the sessions. To pass the course is necessary to obtain a minimum score of 5 out of 10.
  • Exercises (30% of the final mark): Throughout the semester, the resolution of practical exercises, similar to those solved in the contact sessions, will be proposed.
  • Evaluation tests (20% of the final mark): several written tests (theory and practice) will be made during the course.
  • Final work (30% of the final mark): A midcourse performing work will be proposed, in which the student will demonstrate the assimilation and integration of all the concepts presented in the course. The student will present the work at the end of the semester.

To pass the course following this assessment method, it is necessary to obtain a minimum score of 3 out of 10 in each of the four parts.

Option 2: Students who do not follow the assessment of Option 1 are entitled to an alternative assessment, consisting of:

  • Written exam (50% of the final mark): written test, comprising theory and practice of the subject matters.
  • Laboratory exam (50% of the final mark).

 

To pass the course following this alternative assessment, it is necessary to obtain a minimum score of 5 out of 10 in each of the two exams.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures, practice sessions, laboratory sessions, and student participation.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks:

  • Lectures (4 weekly hours). The explanation of theoretical contents, supported with practical examples and real industrial references. Classroom notes and materials will be available on Moodle (http://moodle2.unizar.es/). 
  • Laboratory sessions. 5 sessions of 4 hours each, organized according to the syllabus (session 1-2: Section 1. session 3-5: Section 2). These sessions take place in small groups, where students will carry out the assembly/integration of various real devices used in electrical control systems. The students will have task instructions provided in advance, with a description of the assembly and the steps to follow. Students should read previously the instructions for a good use of each session.
  • Case study. In the middle of the course, the solving of a final case will be proposed. This will cover comprehensively aspects of design and control of a real situation of an electric system or an electrical installation for industrial control. The student must present the work at the end of the semester.
  • Autonomous work and study. The ongoing work of the student will be promoted, by the distribution of the different learning activities throughout the semester. It includes the preparation of laboratory sessions, study time, and case study. Periodically, students will complete exercises and cases, some of them will be solved in the lectures.
  • Tutorials. The student can ask the teacher to solve doubts related to the course. For this, the teacher will communicate their office hours.
  • Assessment exams. The evaluation is also a learning tool the student can use to check the degree of understanding and assimilation of knowledge and skills achieved. Because of this reason, various assessment tests will be distributed along the course.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

Lectures

Section 1. Industrial Quality and Safety.

  • Topic 1: Introduction to quality and industrial safety.
  • Topic 2: Organizations.
  • Topic 3: Directives and standards. Technical instructions.
  • Topic 4: Electrical safety.
  • Topic 5: Electromagnetic compatibility.
  • Topic 6: Machinery Safety.

Section 2. Control of Electrical Systems.

  • Topic 1: Introduction to control of electrical systems.
  • Topic 2: Control by using programmable controllers.
  • Topic 3: Monitoring of electrical systems in the industry.
  • Topic 4: Communications in the industrial environment.

 

Laboratory sessions

  • Session 1: Measurement of dielectric strength and insulation resistance of electrical equipment.
  • Session 2: Tests for characterization of electrical cables.
  • Session 3: Tests of Electromagnetic Compatibility.
  • Session 4: Control system with frequency converter for temperature regulation.
  • Session 5: Control and supervision system for electrical power management.

4.4. Course planning and calendar

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course, will be provided on the first day of class or please refer to the EINA website.

 

The subject is taught in the second semester of the second year of the Master in Industrial Engineering.

The start and end dates of the lectures, as well as the date of completion for laboratory works, delivery of final work, etc., will be made public at the start of the course, according to the timetables set by the School of Engineering.


Curso Académico: 2022/23

532 - Máster Universitario en Ingeniería Industrial

60836 - Sistemas eléctricos en la industria


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
60836 - Sistemas eléctricos en la industria
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
532 - Máster Universitario en Ingeniería Industrial
Créditos:
6.0
Curso:
2
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos.

El diseño de la asignatura es de carácter eminentemente práctico, y de aplicación directa de los conocimientos adquiridos para el ejercicio profesional.

En la asignatura “Sistemas eléctricos en la industria” se pretende que los alumnos:

  • Adquieran una idea clara de las diferentes partes que componen un sistema eléctrico para el control de un proceso productivo industrial
  • Conozcan las diferentes formas de integrar los accionamientos electromecánicos en el sistema de control
  • Conozcan los diferentes dispositivos eléctricos empleados para captar las señales del transcurso del proceso productivo y de la calidad del producto
  • Tengan ideas claras de las capacidades de los sistemas eléctricos de control, tanto en lo referente a la programación de la lógica del proceso como en lo referente a la gestión de la información relativa al mismo
  • Conozcan los distintos sistemas eléctricos que permiten la comunicación entre los distintos dispositivos de un sistema industrial a gran escala
  • Conozcan las etapas necesarias para garantizar resultados de calidad en el producto/proceso controlado

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:

    Objetivo 7: Garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna para todos.
      Meta 7.3: De aquí a 2030, duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética. 

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura se imparte en el bloque optativo “Sistemas eléctricos”, que cubre competencias de formación específicas de la titulación del Máster en Ingeniería Industrial. Sirve de introducción para que el alumno aprenda los conceptos específicos del control de sistemas productivos mediante el uso de dispositivos eléctricos.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Para cursar esta asignatura se requieren los conocimientos desarrollados en materias de matemáticas, electromagnetismo, análisis de circuitos eléctricos y electrotecnia en general.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

1: Competencias genéricas:

  • Aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio (CB7).
  • Comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades (CB9).

2: Competencias transversales:

  • Proyectar, calcular y diseñar productos, procesos, instalaciones y plantas (CG2).

3: Competencias específicas:

  • Disponer de conocimientos y capacidades para realizar verificación y control de instalaciones, procesos y productos (CM22).
  • Disponer de conocimientos y capacidades para realizar certificaciones, auditorías, verificaciones, ensayos e informes (CM23).

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

1: Calcula, diseña e integra sistemas eléctricos en procesos industriales y en sistemas electromecánicos.

2: Conoce los procedimientos para realizar certificaciones, auditorías, verificaciones, ensayos e informes.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los aspectos tratados en esta asignatura capacitan al estudiante para abordar proyectos de control de procesos con sistemas eléctricos de media y gran escala en todos los niveles, desde los medios y componentes eléctricos que físicamente configuran la instalación, pasando por conocimientos sobre la lógica de control de los sistemas de mando inteligentes, hasta el enlace con las tecnologías que permiten la gestión de un sistema de control de calidad. Tras superar la asignatura, el estudiante es competente para acudir al mercado de trabajo demostrando soltura en temas de control eléctrico industrial, tanto para tareas de implementación como para tareas de gestión.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación.

Opción 1: Con el fin de incentivar el trabajo continuado del estudiante, se aplicará una evaluación compuesta por la valoración continua de las siguientes actividades:

  • Prácticas de laboratorio (20% de la nota final): Cada práctica se valorará por separado. La nota será función del trabajo realizado por el alumno en cada sesión. Para superar la asignatura es obligatorio asistir a todas las sesiones y obtener una calificación mínima de 5 sobre 10.
  • Ejercicios evaluables (30% de la nota final): A lo largo del semestre, se planteará la resolución de casos prácticos, algunos de ellos similares a los resueltos en las clases presenciales.
  • Pruebas de control (20% de la nota final): Se realizarán varias pruebas de control escritas, teórico-prácticas, repartidas a lo largo del curso.
  • Trabajo final (30% de la nota final): A mitad de curso se propondrá la realización de un trabajo de asignatura, en el que el alumno demostrará la asimilación e integración de todos los conceptos presentados en la asignatura.

Para superar la asignatura siguiendo este método de evaluación es necesario obtener una puntuación mínima de 3 sobre 10 en cada una de las partes.

Opción 2: Aquellos alumnos que no sigan la evaluación de la opción 1 (por no superar la asignatura por este procedimiento o por querer mejorar su calificación), tienen derecho a una evaluación alternativa, consistente en:

  • Examen escrito (50% de la nota final): prueba escrita que comprende cuestiones teórico-prácticas de la asignatura.
  • Examen de prácticas (50% de la nota final): prueba en laboratorio.

Para superar la asignatura siguiendo esta evaluación alternativa es necesario obtener una puntuación mínima de 5 sobre 10 en cada una de las dos partes.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje se basa en lo siguiente:

Se impartirán clases de teoría, ejercicios y laboratorio, con participación activa del estudiante en toda ellas.

- En las clases de teoría y ejercicios se presentarán los conceptos de los contenidos de la asignatura, con ejemplos prácticos de aplicación y referencias industriales reales.

- Se desarrollarán prácticas de laboratorio en grupos reducidos, donde el estudiante realizará el montaje/integración de diversos dispositivos reales utilizados en sistemas de control eléctricos.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

1: Clases teoría-problemas (horario reglado)

En las clases presenciales se expondrán los contenidos teóricos relacionados con el temario de la asignatura. En la plataforma ADD (http://moodle2.unizar.es/), estará disponible diverso material auxiliar, preparado por los profesores, para ayudar a la comprensión y seguimiento de las clases (apuntes y transparencias). Además, se resolverán de manera participativa ejercicios y casos prácticos de aplicación.

2: Prácticas de laboratorio (horario reglado)

Los alumnos dispondrán de guiones de prácticas facilitados con antelación (disponibles en http://moodle2.unizar.es/), con una descripción de los montajes y/o los pasos a seguir para el desarrollo de la actividad. Para obtener un buen aprovechamiento de cada sesión, es recomendable que el estudiante acuda a la clase de laboratorio con la práctica que va a hacer debidamente leída/preparada.

3: Caso práctico evaluable (trabajo autónomo)

Se propondrá la resolución de un caso práctico (trabajo final) hacia la mitad del periodo de impartición de la asignatura, que cubra de manera comprensiva aspectos de diseño y control de un caso real de un sistema o una instalación eléctrica para el control industrial. El alumno deberá presentar el trabajo al final del semestre.

4: Estudio y trabajo personal (trabajo autónomo)

Es muy importante que el alumno desarrolle de manera constante, y repartido a lo largo de todo el semestre, trabajo personal de estudio y resolución de ejercicios. Se incluye en este apartado la elaboración del trabajo previo requerido en la preparación de las prácticas de laboratorio. Periódicamente se propondrá al estudiante la resolución de ejercicios y casos a desarrollar, algunos de los cuales se resolverán en las clases presenciales.

5: Tutorías

El estudiante que lo desee acudirá al profesor a plantearle dudas de la asignatura. Para ello el estudiante dispone de un horario de atención de tutorías.

6: Evaluación

Además de la función calificadora, la evaluación también es una herramienta de aprendizaje con la que el alumno prueba el grado de comprensión y asimilación que ha alcanzado de la materia. Por este motivo se realizarán varios controles escritos a lo largo del curso.

4.3. Programa

El contenido del curso se divide en dos bloques temáticos claramente diferenciados, en los que se tratan cuestiones relacionadas con la “Calidad y Seguridad Industriales” y con el “Control de Sistemas Eléctricos”. Por este motivo, el programa se puede dividir en los siguientes temas.

 

Módulo 1: Calidad y Seguridad Industriales.

Tema 1: Introducción a la calidad y seguridad industriales.

Tema 2: Organizaciones.

Tema 3: Directivas y normas. Instrucciones técnicas.

Tema 4: Seguridad eléctrica.

Tema 5: Compatibilidad electromagnética.

Tema 6: Seguridad de las máquinas.

 

Módulo 2: Control de Sistemas Eléctricos.

Tema 1: Introducción al control de sistemas eléctricos.

Tema 2: Control mediante el empleo de autómatas programables.

Tema 3: Supervisión de sistemas eléctricos en la industria.

Tema 4: Comunicaciones en el entorno industrial.

 

Para la realización de las 15h de prácticas de laboratorio, se llevarán a cabo 5 sesiones presenciales, con el siguiente programa:

Práctica 1:       Medida de la rigidez dieléctrica y resistencia de aislamiento de equipos eléctricos.

Práctica 2:       Ensayos de caracterización de cables eléctricos.

Práctica 3:       Ensayos de compatibilidad electromagnética.

Práctica 4:       Control de un sistema con convertidor de frecuencia para la regulación de temperatura.

Práctica 5:       Control y supervisión de un sistema para la gestión del consumo eléctrico.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones teórico-prácticas y presentación de trabajos.

Las clases teóricas y las sesiones de prácticas en el laboratorio se imparten según horario establecido por el centro. Servirán para presentar los contenidos teórico-prácticos de la asignatura, así como para resolver los ejercicios prácticos. Los contenidos correspondientes a los dos bloques temáticos se irán presentando simultáneamente.

Las 5 sesiones de prácticas, distribuidas a lo largo del semestre, se realizarán dentro del mismo horario de 4h semanales. Las tres primeras prácticas estarán relacionadas con el módulo 1 (Calidad y Seguridad Industriales) y las dos últimas con el módulo 2 (Control de Sistemas Eléctricos).

A lo largo del curso se realizarán varios controles escritos. Y también el alumno deberá realizar un trabajo final (caso práctico). El enunciado del trabajo final se ofrecerá a mitad de semestre.

Las fechas de entrega del caso práctico y de las pruebas de evaluación y de las sesiones prácticas, se informarán al comienzo del curso.

 

La asignatura se imparte en el segundo semestre del segundo curso de la titulación del máster.

Las fechas de inicio y final de las clases, así como las fechas de realización de las prácticas de laboratorio, entrega de trabajos, etc., se harán públicas al comienzo del curso, en función de los horarios fijados por el Centro.