Ingenieria_automatizacion y Control

7/24/2019 Ingenieria_automatizacion y Control

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Gua RAEINGENIERA ENELECTRNICANFASIS ENAUTOMATIZACIN Y

CONTROLENERO 2013


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ndice

Presentacin 3

Antecedentes 4

Qu evala el examen? 5

Componentes, estructura y ejemplos 5


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Presentacin

Est imado /a estudiante

Los exmenes de fin de carrera, son evaluaciones acadmicas de resultados

de aprendizaje de carcter oficial y obligatorio, su aprobacin forma parte de

los requisitos de titulacin establecidos en el Reglamento del Plan de

Contingencia para las y los estudiantes de las universidades y escuelas

politcnicas suspendidas definitivamente por el CEAACES (Resolucin RPC-

SE-02-N004-2012 y RPC-SE-019-No.068-2012).

Con el propsito de apoyar t proceso de preparacin, con la participacin de

la comunidad acadmica, hemos elaborado esta gua metodolgica la cual

contiene una descripcin de lo que evala cada examen, sus componentes,

estructura y ejemplos.

Afectuosamente,

COORDINACIN PLAN DE CONTINGENCIA

CONSEJO DE EDUCACIN SUPERIOR


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Antecedentes

En el ltimo quinquenio el Gobierno y el Estado ecuatoriano le han conferido a

la educacin superior un rol fundamental en el logro del buen vivir y en el

cambio de la matriz productiva; en virtud de lo cual, se viene impulsado de

forma sostenida un amplio proceso de fortalecimiento de la calidad, de la

excelencia, de la pertinencia y democratizacin de la educacin superior.

Como parte de los procesos de fortalecimiento de la calidad y en cumplimiento

de la Disposicin Transitoria Tercera de la Ley Orgnica de Educacin

Superior, el 11 de abril de 2012, el Consejo de Evaluacin, Acreditacin y

Aseguramiento de la Calidad de la Educacin Superior (CEAACES) resolvi la

suspensin definitiva de 14 universidades y escuelas politcnicas que no

cumplieron los parmetros de calidad de la educacin superior.

Con el propsito de garantizar la continuidad de los estudios regulares de las y

los estudiantes de las universidades y escuelas politcnicas suspendidas

definitivamente por el CEAACES, el Consejo de Educacin Superior a partir del

momento de la suspensin, implement el Reglamento del Plan de

Contingencia, aprobado el 25 de Febrero de 2012 mediante Resolucin RPC-

SE-02-N004-2012.

Entre los mecanismos de continuidad de estudios, a los "estudiantes de ltimo

ao o su equivalente" de las carreras tcnicas, tecnolgicas y de tercer nivel se

les ofrece la posibilidad de culminar sus estudios en la institucin de origen. De

acuerdo al artculo 18 del Reglamento del Plan de Contingencia y del artculo 2

de la Resolucin RPC-SO-018-NO.130-2012, las y los estudiantes que

demuestren un avance del proyecto de tesis o titulacin menor al 60%; quienes

egresaron antes del 12 de abril de 2010 y quienes an no aprueban la totalidad

de las materias del plan de estudio, deban matricularse y aprobar el seminariode culminacin de carrera, en el cual el trabajo de titulacin o graduacin es

reemplazado por un examen de fin de carrera, que ha sido diseado por el

CEAACES en coordinacin con el CES, con el aporte de las administracin

temporales de las instituciones de educacin superior suspendidas y con la

participacin de la comunidad acadmica (RPC-SE-019-No. 068-2012).


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Qu se evala

La estructura general para el exmen de Ingeniera en Electrnica, Control y

Automatizacin est conformada por cuatro componentes que agrupan lascompetencias que debe tener las y los ingenieros para disear sistemas, componenteso procesos que cumplan con especificaciones, para representar, interpretar y modelarfenmenos y procesos, para resolver problemas de ingeniera a partir de la aplicacinde las ciencias naturales y ciencias bsicas, utilizando un lenguaje lgico y simblicoy, para planear y gestionar proyectos en el rea de su competencia.

Se espera que las y los estudiantes demuestren el desarrollo de competenciasderivadas de su formacin tanto de en ciencias bsicas como en el campo profesional.Se pondr nfasis en los conceptos y criterios de ingeniera desde el punto de vistacualitativo ms que cuantitativo.

A. Componentes y referentes conceptuales a evaluar

La prueba evala cuatro componentes que integran competencias que se esperan delas y los estudiantes que egresan de los programas de Ingeniera en Electrnica,Control y Automatizacin. Estos componentes se sustentan reas bsicas yespecficas de la ingeniera elctrica, las cuales estn organizadas en referentesconceptuales que responden a los campos de formacin en ciencias bsicas, enciencias de la ingeniera y en el campo profesional. A continuacin de describen loscomponentes y los referentes conceptuales.

Componentes

Modelamiento de fenmenos y procesos

Se entiende como la capacidad para utilizar y construir esquemas tericos,generalmente en forma matemtica, de un sistema o de una realidad compleja, que seelabora para facilitar su comprensin, anlisis, aplicacin y el estudio de sucomportamiento.

Resolucin de problemas, mediante la aplicacin de las ciencias naturales yciencias bsicas utilizando un lenguaje lgico y simblico

Se entiende como la capacidad para resolver problemas y proponer soluciones

referidas a cualquier situacin significativa, desde elementos dados hasta elementosdesconocidos, sean estos reales o hipotticos; requiere pensamiento reflexivo y unrazonamiento de acuerdo con un conjunto de definiciones, axiomas y reglas. Sepretende lograr esta competencia a travs de las ciencias bsicas, y con ello tener unafundamentacin conceptual muy slida en la matemtica y ciencias naturales (fsica,qumica); esto le genera estructura de pensamiento lgico y simblico y le da lasherramientas bsicas para la innovacin y el desarrollo tecnolgico.

Diseo de sistemas, componentes o procesos que cumplan conespecificaciones deseadas

Es la capacidad para aplicar el anlisis y el clculo para encontrar las correctas

soluciones de ingeniera y determinar caractersticas para sistemas y procesos que


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permitan encontrar las ptimas alternativas de solucin; lograr el mejoraprovechamiento de los materiales y recursos disponibles, que aseguren susostenibilidad y preservacin del medio ambiente.

Realizar las acciones y efectos derivados de administrar los sistemas electrnicos, conel propsito de lograr los objetivos propuestos en cada rea del conocimientoespecfico de su carrera.

Planeacin, diseo, evaluacin del impacto (social, econmico, tecnolgico)y gestin de proyectos de ingeniera en el rea de su competencia

Capacidad para identificar aspectos relevantes de un proyecto, analizar y establecerlas mejores prcticas aplicables en un proyecto y dimensionar sus consecuenciasde tipo social, econmica, financiera y tcnica. Involucra tambin la formulacin,gestin y evaluacin de proyectos.

Campo de Formacin Bsica

Se refiere al conjunto de conocimientos de las ciencias naturales y ciencias bsicasque proporcionan los conocimientos tericos y prcticos para fundamentar laformacin en ingeniera. Comprende los temas referentes a la matemtica y fsica. Asmismo, se evala el componente econmico-administrativo que est orientado hacia laubicacin de la experiencia personal y universitaria en un contexto socio-econmico,administrativo-financiero, tcnico y cientfico. As, las reas y subreas que se evalanen este campo son:

rea de Matemticas: Incluye las subreas de lgebra, trigonometra, geometra

plana y analtica, lgebra lineal, clculo diferencial, clculo vectorial, clculointegral y ecuaciones diferenciales.

rea de Fsica:Incluye las subreas de fsica mecnica, elctricidad y magnetismo,

fsica moderna, estructura atmica de los elementos y propiedades de los

materiales.

rea Econmico-Administrativa: Incluye las subreas de fundamentos deeconoma, anlisis financiero y criterios bsicos de evaluacin de proyectos.

Campo de Formacin en Ciencias Bsicas de Ingeniera:

Comprende el co njunto de leyes y c onoc imientos cientficos, derivados de lascienc ias natur ales y cienc ias bsicas, qu e permit en la con ceptu alizacin y el

anlisis de lo s p rob lemas de in geniera. Este camp o es el pu ente n ecesario parala fund amentac in de la ingen iera prof esion al y aplicad a. Com pren de lassig uien tes reas:

rea de Seales y Sistemas:Incluye las subreas de analisis de seales ysistemas, en el dominio del tiempo y frecuencia.

rea de Ciencias Bsicas: Incluye las subreas de programacin, camposelectromagnticos, estadstica y probabilidad orientada a la ingeniera.

rea de Circuitos Elctricos: Incluye las subreas de fundamentos de circuitoselctricos, respuesta permanente y transitoria de los circuitos elctricos,


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transferencia de energa, correccin de factor de potencia y aplicaciones

generales.

rea de Circuitos Electrnicos: Incluye las subreas de fsica desemiconductores, dispositivos semiconductores y su aplicacin, amplificadores de

seal y amplificadores de potencia, osciladores y dispositivos de comutacin.

Campo de Formacin Profesional

Hace referencia al conjunto de conocimientos bsicos de un campo especfico de la

ingeniera mediante los cuales es posible desarrollar conocimientos y tecnologa que

permiten la aplicacin de los principios de las ciencias bsicas de la Ingeniera en

Electrnica, Control y Automatizacin Comprende el saber hacer de la profesin y

comprende las siguientes reas:

rea de Instrumentacin y Mediciones: Incluye las subreas de conceptosbsicos de medicin, instrumentos elctricos de medida, instrumentos electrnicos

de medida y transductores.

rea de Sistemas Digitales: Incluye las subreas de circuitos lgicos yarquitectura y, organizacin de computadores.

rea de Sistemas de Control: Incluye las subreas de modelamiento desistemas, control analgico y control digital.

B. Estructura del examenDe acuerdo con lo anterior, cada componente relaciona una serie de referentes

conceptuales especficos que son necesarios para abordar las preguntas de la prueba.

As, la estructura que se presenta en la tabla siguiente muestra el porcentaje de

preguntas por cada uno de estos cuatro componentes y las subreas que losconforman.

Componentes de la prueba Contenidos referenciales % de preguntas en la prueba

Modelamiento de fenmenos yprocesos

MatemticasFsicaCircuitos elctricosCircuitos electrnicosSeales y sistemas

20%

Resolucin de problemas,mediante la aplicacin delas ciencias naturales y lasmatemticas utilizando unlenguaje lgico y simblico

MatemticasFsicaCircuitos elctricosCircuitos electrnicosSeales y sistemasSistemas digitalesInstrumentacin y medicionesSistemas de controlCiencias econmicas y administrativas

30%

Diseo de sistemas,componentes o procesosque cumplan conespecificaciones deseadas

Ciencias bsicasCircuitos elctricosCircuitos electrnicosSeales y sistemasSistemas digitalesInstrumentacin y medicionesSistemas de control

25%

Planeacin, diseo, evaluacindel impacto (social,econmico, tecnolgico yambiental) y gestinproyectos de ingenieraelectrnica

Sistemas digitalesInstrumentacin y medicionesSistemas de controlCiencias econmicas y administrativas

25%

TOTAL 100%


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Ejemplos de preguntas

En el examen se utilizan preguntas de seleccin mltiple con nica respuesta. Este

tipo de preguntas consta de un enunciado y cuatro opciones (A, B, C, D). Slo una

de estas opciones responde correctamente la pregunta. El estudiante debe

seleccionar la respuesta correcta y marcarla en su Hoja de Respuestas rellenando

el valo correspondiente a la letra que identifica la opcin elegida.

Ejemplo 1

La respuesta de frecuencia de un sistema lineal e invariante con el tiempo, detiempo discreto, est dada por

0,5e

e)H(e j

jj

Si la entrada al sistema es x[n] = (-1)n=ejn, la salida y[n] es

A.n)1(

2

1y[n]

B.

C.n)1(

2

3y[n]

D.n)1(

3

2y[n]

Respuesta correcta: D

Resolucin de la Pregunta: Una exponencial compleja es una funcin propia de unsistema lineal invariante en el tiempo, luego:

njj e)e(H]n[y

nnjnj

j

j

1)(3

2e

0,51

1e

0,5e

e]n[y

Ejemplo 2

La figura muestra un circuito regulador integrado, el cual cuenta con un sistemade proteccin de fold back, cuya caracterstica de voltaje de salida (Vo),

contra corriente de salida (IL), se muestra en la figura.

nj

e]n[y 2


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Si el voltaje aplicado a la entrada del regulador es de 15 voltios constantes y la

carga RL puede tomar cualquier valor, el peor caso de disipacin de potenciadel regulador es:

A. 0 Vatios.B. 5 Vatios.C. 10 Vatios.D. 12,5 Vatios.

Respuesta correcta: B

Resolucin de la Pregunta: La potencia disipada por el regulador es el producto delvoltaje que cae sobre l por la corriente o sea :

Pd=(15V-Vo)ILDeterminar cuando es mxima Pd.

Ntese que cuanto ms caiga Vo mayor voltaje, llamado de Drop Out, cae sobre elregulador. Si bien el Vo puede llegar a cero voltios, lo que significara la mximacada de voltaje sobre el regulador, en este caso la corriente es cero y por tanto nohabra disipacin de potencia.

La funcin Pd es mxima cuando Vo=5V (o la mitad de Vo) y la corriente es 0.5 A, portanto:

Pd max=(15V-5V)*0.5 A=5W,

Ejemplo 3En una fbrica de equipos de respaldo de energa (UPS y convertidores DC-DC) se

requiere medir la corriente RMS verdadera que circula por un circuito en el que setienen simultneamente corriente alterna y directa. Para esto se recomienda utilizar:

A. Ampermetro con sonda de efecto Hall.B. Ampermetro con sonda de acople inductivo.


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C. Multmetro digital con sondas normales. (Par de cables).D. Osciloscopio, midiendo la cada de tensin sobre una resistencia monitora.

Respuesta correcta: A

Resolucin de la Pregunta: La opcin B de acople inductivo se satura con lacorriente directa. Las opciones C y D son invasivas por tanto presentan efecto decarga.

Ejemplo 4En una empresa de almacenamiento de productos petroqumicos, se necesita

controlar el nivel de llenado de unos tanques, que son oscuros y contienen aceitede alta viscosidad para motores, estos tienen una altura de 3 metros y puedenvariar su nivel de lquido solamente en el intervalo de 1 a 2,5 metros. Como basedel sistema de control se necesitan sensores y se requiere disearlo al menor costo

posible. Seleccione entre las siguientes alternativas el sensor ms adecuado parael sistema de control.

A. UltrasonidoB. Telmetro lserC. CapacitivosD. Cmara de video

Respuesta correcta: A

Resolucin de la Pregunta:La cmara de video no puede utilizarse ya que el tanquea controlar es oscuro. Los sensores capacitivos solo son confiables en la medicin

de distancias cortas. Finalmente comparando la opcin A y B que son viables, elsistema para el telmetro lser es ms costoso que para el ultrasonido.

Ejemplo 5En un laboratorio se tiene un componente compuesto por dos bobinas

acopladas como se muestra en la figura; se conoce la ubicacin de los puntos(direccin del acople). Usando la medida del valor de autoinduccin, seobtiene:

Con 3 y 4 abiertos, entre 1 y 2 una inductancia L.

Con 1 y 2 abiertos, entre 3 y 4 una inductancia L.


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Si se tiene coeficiente de acople unitario y se conecta 2 -3, la inductancia medidaentre 1 y 4 debe ser:

A. 0B. LC. 2LD. 4L

Respuesta correcta: D

Resolucin de la Pregunta:4L, ya que equivale a construir una inductancia con 2Nvuelta y la inductancia es proporcional al nmero de vueltas al cuadrado.

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