Mecatronica

MECATRONICA

Sistemas de Control Electrónico en Ingeniería Mecánica y Eléctrica

W Bolton

Reseña

La integración de la ingeniería electrónica, la ingeniería eléctrica, la tecnología de computación y la ingeniería de control con la ingeniería mecánica, conforman lo que se conoce como mecatrónica, que ahora forma parte esencial en el diseño, manufactura y mantenimiento de una amplia variedad de productos y procesos de ingeniería.

Este libro proporciona una introducción clara y completa de la aplicación de los sistemas de control electrónicos a la ingeniería mecánica y eléctrica. Constituye un marco de referencia del conocimiento que permite al ingeniero y al técnico desarrollar una comprensión interdisciplinaria y un enfoque integrado de la ingeniería.

Esta segunda edición se ha actualizado y ampliado para cubrir los temas con mayor profundidad. Se divide en cinco secciones principales: elementos de sistemas, actuación, modelos de sistemas, principios digitales y sistemas de microprocesadores. Concluye con un capitulo sobre diseño, soluciones de diseño y estudio de casos.

Contenido:

• Prefacio
• 1. Mecatrónica
• 2. Sensores y transductores
• 3. Acondicionamiento de señales
• 4. Sistemas de presentación de datos
• 5. Sistemas de actuación neumática e hidráulica
• 6. Sistemas de actuación mecánica
• 7. Sistemas de actuación eléctrica
• 8. Modelos de sistemas básicos
• 9. Modelado de sistemas
• 10. Respuestas dinámicas de sistemas
• 11. Funciones de transferencia de sistemas
• 12. Respuesta en frecuencia
• 13. Controladores en lazo cerrado
• 14. Lógica digital
• 15. Microprocesadores
• 16. Lenguaje ensamblador
• 17. Lenguaje C
• 18. Sistemas de entrada/salida
• 19. Controladores lógicos programables
• 20. Sistemas de comunicación
• 21. Localización de fallas
• 22. Sistemas mecatrónicos

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Contenido General:

• Prefacio
• 1. Mecatrónica. ¿Qué es la mecatrónica?. Sistemas. Sistemas de medición. Sistemas de control. Controladores basados en un microprocesador. Respuesta de los sistemas. Enfoque de la mecatrónica
• 2. Sensores y transductores. Sensores y transductores. Terminología del funcionamiento. Desplazamiento, posición y proximidad. Velocidad y movimiento. Fuerza. Presión de fluidos. Flujo de líquidos. Nivel de líquidos. Temperatura0. Sensores de luz1. Selección de sensores2. Ingreso de datos mediante interruptores
• 3. Acondicionamiento de señales. Acondicionamiento de señales. El amplificador operacional. Protección. Filtrado. El puente de Wheatstone. Señales digitales. Multiplexores. Adquisición de datos. Procesamiento de señales digitales0. Modulación por pulsos
• 4. Sistemas de presentación de datos. Dispositivos para presentación visual (displays). Elementos para la presentación de datos. Grabación magnética. Exhibidores o Displays. Sistemas de adquisición de datos. Sistemas de medición. Prueba y calibración
• 5. Sistemas de actuación neumática e hidráulica. Sistemas de actuación. Sistemas neumáticos e hidráulicos. Válvulas para control de dirección. Válvulas de control de presión. Cilindros. Válvulas para el control de procesos. Actuadores giratorios
• 6. Sistemas de actuación mecánica. Sistemas mecánicos. Tipos de movimiento. Cadenas cinemáticas. Levas. Trenes de engranes. Rueda dentada y trinquete. Transmisión por banda y cadena. Cojinetes (chumaceras). Aspectos mecánicos de la selección de un motor
• 7. Sistemas de actuación eléctrica. Sistemas eléctricos. Interruptores mecánicos. Interruptores de estado sólido. Solenoides. Motores de cd. Motores de ca. Motores paso a paso
• 8. Modelos de sistemas básicos. Modelos matemáticos. Bloques funcionales de sistemas mecánicos. Bloques funcionales de sistemas eléctricos. Bloques funcionales en sistemas de fluidos. Bloques funcionales de los sistemas térmicos
• 9. Modelado de sistemas. Sistemas en ingeniería. Sistemas rotacional-traslacional. Sistemas electromecánicos. Sistemas hidro-mecánicos
• 10. Respuestas dinámicas de sistemas. Modelado de sistemas dinámicos. Sistemas de primer orden. Sistemas de segundo orden. Medidas de desempeño de los sistemas de segundo orden. Identificación de sistemas
• 11. Funciones de transferencia de sistemas. La función de transferencia. Sistemas de primer orden. Sistemas de segundo orden. Sistemas en serie. Sistemas con lazos de realimentación. Efecto de la ubicación de los polos en la respuesta transitoria. MATLAB y SIMULINK
• 12. Respuesta en frecuencia. Entrada senoidal. Fasores. Respuesta en frecuencia. Trazas de Bode. Especificaciones de desempeño. Estabilidad
• 13. Controladores en lazo cerrado. Procesos continuos y discretos. Modos de control. Modo de dos posiciones. Modo proporcional. Control derivativo. Control integral. Controlador PID. Controladores digitales. Desempeño de los sistemas de control0. Sintonización de controladores1. Control de velocidad2. Control adaptable
• 14. Lógica digital. Lógica digital. Sistemas numéricos. Compuertas lógicas. Álgebra booleana. Mapas de Karnaugh. Aplicaciones de las compuertas lógicas. Lógica secuencial
• 15. Microprocesadores. Control. Sistemas microprocesadores. Microcontroladores. Aplicaciones. Programación
• 16. Lenguaje ensamblador. Lenguajes. Conjuntos de instrucciones. Programas en lenguaje ensamblador. Subrutinas. Tablas de consulta
• 17. Lenguaje C. ¿Porqué el lenguaje C?. Estructura de un programa. Control de flujo y ciclos. Arreglos. Apuntadores. Desarrollo de programas. Ejemplos de programas
• 18. Sistemas de entrada/salida. Interfases. Direccionamiento entrada/salida. Requerimientos de una interfase. Adaptador de interfase para dispositivos periféricos. Interfase para comunicaciones en serie. Ejemplos de acoplamiento mediante interfase
• 19. Controladores lógicos programables. Controladores lógicos programables. Estructura básica. Procesamiento de la entrada/salida. Programación. Mnemónicos. Temporizadores, relevadores internos y contadores. Registros de corrimiento. Controles maestro y de salto. Manejo de datos0. Entrada/salida analógica1. Selección de un PLC
• 20. Sistemas de comunicación. Comunicaciones digitales. Control centralizado, jerárquico y distribuido. Redes. Protocolos. Modelo de comunicación de interconexión de sistemas abiertos
• 21. Localización de fallas. Interfases de comunicación. Técnicas para detección de fallas. Temporizador vigilante (watchdog). Verificación de paridad y de codificación de errores. Fallas comunes en el hardware. Sistemas basados en microprocesadores. Emulación y simulación. Sistemas basados en PLC
• 22. Sistemas mecatrónicos. Diseño tradicional y mecatrónico. Posibles soluciones de diseño. Estudios de casos de sistemas mecatrónicos  y tarea
• Apéndice A: La transformada de Laplace. La transformada de Laplace. Escalones y pulsos unitarios. Transformada de Laplace de funciones estándar. Transformada inversa