EFC_Automatización y Control Industrial_ B7_ 1a oportunidad_ALUMNO _primav 2011

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Dirección de Evaluación-Vicerrectoría Académica 
Propiedad de INACAP. Se prohíbe su reproducción Total o Parcial sin la autorización previa y por 
escrito de INACAP 
 
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EXAMEN FINAL DE COMPETENCIAS 
AUTOMATIZACION Y CONTROL INDUSTRIAL 
Reglamento de Prácticas y Titulación 
 
TÍTULO 1: DISPOSICIONES GENERALES 
 
Con la aprobación del examen final de competencias y la o las prácticas del programa de estudio, el 
alumno obtiene la calidad de titulado. 
El examen final de competencias corresponde a una medición que se aplica al alumno egresado con el 
propósito de verificar el nivel de dominio que tiene sobre todas las materias del programa de estudio y 
determinar si cumple con los requisitos y aptitudes para su titulación. 
 
PROGRAMA DE ESTUDIO: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
El Examen Final de Competencias evalúa las Competencias y Criterios 
de Evaluación del Perfil de Egreso 
CÓDIGO PE:B7 PLAN: SEDE: 
PUNTAJE MÁXIMO: 100 NOTA: 
PUNTAJE OBTENIDO: 
 
NOMBRE ALUMNO (A):________________________ _________________ ___________ 
 Apellido Paterno Apellido Materno Nombre 
 
R.U.T.: - 
 
CUADERNILLO I 40 Puntos CUADERNILLO II 
Fecha: Fecha: 
Tiempo: 90 Minutos Tiempo: 
INDICACIONES GENERALES: 
- La Nota 4.0 se obtiene logrando un 60% del puntaje total. 
- Utilice lápiz pasta en sus respuestas 
- Preocúpese de la redacción, ortografía y legibilidad de sus respuestas. 
 
 
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EXAMEN FINAL DE COMPETENCIAS 
PRIMER OPORTUNIDAD PRIMAVERA 2011 
CUADERNILLO I 
 
 
 
INSTRUCCIONES GENERALES 
 
 
 
 LA PARTE TEÓRICA DEL EXAMEN CONSTA DE 11 PREGUNTAS DE 
SELECCION MULTIPLE Y 7 DE DESARROLLO, ASOCIADAS A 
SITUACIONES. 
 
 
 LAS SITUACIONES APORTAN LOS ANTECEDENTES NECESARIOS PARA 
RESPONDER LAS PREGUNTAS QUE SE LE PLANTEAN. 
 
 
 
 LEA ATENTAMENTE LOS ENUNCIADOS ANTES DE RESPONDER. 
 
 
 
 USTED DISPONE EN TOTAL DE 90 MINUTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Situación de evaluación Nº 1. 
De acuerdo al diagrama de conexión, extraído del manual del 
instrumento, se requiere verificar el estado de las señales conectadas. 
 
Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
PREGUNTA Nº 1. 
 
La figura de la página siguiente muestra el diagrama de conexión para 
un caudalímetro de marca Siemens de la serie Sitrans FM Magflo. Para 
verificar el estado de la señal de proceso la magnitud medida y los 
terminales a verificar son: 
 
 
a) Tensión continua en los terminales 31-32 
b) Corriente en los terminales 31-32 
c) Tensión alterna en los terminales N-L 
d) Corriente en los terminales N-L 
 
 
Criterio de Evaluación 3.2. Realiza mediciones para verificar el correcto 
funcionamiento de los equipos. 
 
 
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Referencia extracto imagen Manual Sitrans caudalimetro pag nº4 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
 
PREGUNTA Nº 2 
Respecto del caudalimetro de marca Siemens de la serie Sitrans FM 
Magflo, mostrado en la pregunta anterior, se requiere conectar la 
salida de tipo digital a la entrada I0.0 de un PLC de marca Siemens 
serie 1200 en la figura se muestra el detalle de a bornera de este, para 
su correcto funcionamiento se debe conectar: 
 
a) terminales 56 a L+ y terminal 57 a .0, puenteando M a 1M en el 
PLC 
b) terminales 57 a L+ y terminal 56 a .0 
c) terminales 56 a L+ y terminal 57 a .0 
d) terminales 57 a L+ y terminal 56 a .0 puenteando M a 1M en el PLC 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Situación de evaluación Nº 2: 
En base a la instalación para algún tipo de aplicación, y descrita una 
condición de operación usted deberá evaluar dicha condición. 
 
Pregunta de desarrollo Breve (2 puntos) 
 
PREGUNTA Nº 3 
 
Para el control de una correa transportadora de uso industrial se usa un 
PLC de marca Siemens serie 200. 
Al presionar el pulsador partir se acciona la correa pero al presionar 
parar esta no se detiene de manera instantánea. Se presenta la 
siguiente documentación técnica para su evaluación: 
 Imagen 1 se muestra el conexionado de las entradas. 
 Imagen 2 conexionado de salidas 
 Imagen 3 se muestra el programa cargado en el PLC. 
 
Describa la falla que impide el correcto funcionamiento del sistema y 
procedimiento para verificar su hipótesis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Criterio de Evaluación 3.4. Identifica fallas de los equipos según el tipo de 
función específica. 
 
 
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Imagen nº 1 
 
 
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Imagen nº2 
 
 
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Imagen nº3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Pregunta de desarrollo Breve (1 puntos) 
 
PREGUNTA Nº 4 
 
 
Para el sistema de la correa transportadora descrito en la pregunta 
anterior se instala un sensor de proximidad del tipo inductivo en la 
entrada de la correa que permita detectar el ingreso de producto de 
manera de dar mayor eficiencia energética al sistema al actuar la 
correa por pasos solo en presencia de producto. La correa recibe cajas 
de cartón como se muestra en la imagen. El sensor esta correctamente 
conectado a la entrada del PLC pero el sistema no funciona, determine 
la falla que impide el correcto funcionamiento. 
 
Imagen referencial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
PREGUNTA Nº 5 
En una aplicación de control de nivel del tipo redundante se tiene dos 
sensores de nivel del tipo ultrasónico, montados como se muestra en la 
imagen, al chequear el estado de las señales se tiene que en el tercio 
inferior en la medición se produce una diferenciación en las lecturas del 
sensor A y B, esto se debe a: 
 
a) Sensor A ángulo de medición se encuentra obstruido por elementos 
mecánicos. 
b) No se puede ubicar dos sensores de este tipo en un mismo estanque. 
c) sensor B ángulo de medición se encuentra obstruido por el fluido de 
entrada. 
d) Sensor B no se encuentra ubicado al centro del estanque. 
 
 
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Situación de evaluación Nº 3: 
Respecto al comportamientodescrito de los sistemas de control, y 
establecido el diagnóstico de falla, debe recomendar procedimientos 
para solucionar la problemática propuesta. 
 
Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
PREGUNTA Nº 6. 
Para el caso descrito en la pregunta 4, una de las soluciones 
propuestas es reemplazar el pulsador Parar por un de contacto NA, esta 
solución es rechazada por el jefe de mantención esto se debe a los 
siguientes argumentos: 
I. Al ser ambos pulsadores NA, se propicia posibles detenciones 
involuntarias del sistema. 
II. Por norma el botón de detención debe ser de color rojo y 
contacto NC. 
III. El pulsador no presenta problemas en su funcionamiento. 
IV. Por seguridad el contacto deber ser NC de manera que un 
posible daño en el cableado se refleje inmediatamente en el 
funcionamiento. 
 
a) Solo II. 
b) I, II y III 
c) I y IV 
d) II, III y IV. 
 
 
 
Criterio de Evaluación 3.5. Propone alternativas de solución a fallas típicas 
y atípicas de los sistemas automatizados. 
 
 
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Pregunta de desarrollo breve (1 puntos) 
 
PREGUNTA Nº 7. 
 
Para el caso del control de nivel de estanque propuesto anteriormente 
en la pregunta nº5, proponga una alternativa de solución a la 
problemática expuesta considerando que ambos sensores fueron 
chequeados en laboratorio y se encuentran en buen estado de 
funcionamiento, por lo cual se debe mantener el equipamiento 
existente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Situación de evaluación Nº 4: 
Dada la descripción de un proyecto de automatización y adjuntada la 
documentación técnica de los equipos propuestos se solicita analice los 
antecedentes técnicos y especifique el equipo acorde. 
 
Pregunta de desarrollo Extenso (3 puntos) 
PREGUNTA Nº 8 
La siguiente imagen muestra el layout para un proceso de mezcla. De 
acuerdo a los puntos del proceso y los siguientes requerimientos 
técnicos, seleccione el PLC que le parece más acorde a la aplicación 
usando el catalogo adjunto. 
Requerimientos: 
 Comunicación Ethernet para periféricos. 
 Expansibilidad 20%. 
 Posibilidad de conexión para HMI. 
 
 
Criterio de Evaluación 6.1. Analiza los antecedentes técnicos y 
económicos del proyecto. 
 
 
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Donde: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Situación de evaluación 5: 
En este punto usted deberá interpretar a partir de un plano P&ID, la 
instrumentación usada en el proceso. 
 
De acuerdo a la norma ISA, interprete el siguiente diagrama de 
instrumentación y proceso. 
 
 
Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
 
PREGUNTA Nº 9 
En la grafica mostrada los instrumentos instalados en panel son: 
a) Indicador de nivel, transmisor de nivel. 
b) Indicador de temperatura, transmisor de temperatura. 
c) Indicador de nivel, controlador indicador de nivel. 
d) Transmisor de nivel, válvula de nivel. 
 
Criterio de Evaluación 6.4. Desarrolla documentación técnica y planos 
del proyecto utilizando la normativa vigente. 
 
 
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Pregunta Desarrollo Extenso (3 puntos) 
PREGUNTA Nº 10 
 
De acuerdo al diagrama de instrumentación y proceso, relacione la 
descripción del instrumento con la gráfica que lo representa en el 
diagrama. 
 
1. Controlador Indicador de Nivel. 
2. Transmisor de nivel. 
3. Indicador de nivel. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Situación de evaluación 6: 
Dada la curva de respuesta para un sistema analice los datos en 
función de la estrategia de control implementada. 
 
Pregunta Desarrollo Extenso (4 puntos) 
PREGUNTA Nº 11 
De acuerdo a la curva de respuesta de la figura mostrada. Determine la 
función de transferencia de la planta si el set point es de 6 [V]. La 
ganancia K tiene unidades de [RPM/V] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Criterio de Evaluación 8.1. Determina las estrategias de control en 
procesos industriales de acuerdo a requerimientos del mandante. 
 
 
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Situación de evaluación Nº 7: 
Usted podrá observar el programa desarrollado para una aplicación de 
automatización implementada usando un PLC de marca siemens serie 
S7-200, dado el programa se le solicita verifique la correcta 
configuración de este. 
 
 
 
 
 
Criterio de Evaluación 8.5. Configura autómatas programables de 
acuerdo a los requerimientos del proceso a controlar. 
 
 
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Considere la siguiente tabla de símbolos para la aplicación. 
 
 
Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
PREGUNTA Nº 12 
 
En el programa se aplica un control por paso para una correa 
transportadora, de acuerdo al programa el piloto de indicación de 
estado funcionando de la correa, enciende: 
a) En conjunto con el motor de la correa. 
b) Luego de 20s de encendido el motor de la correa. 
c) No se especifica el encendido de este elemento. 
d) Luego de 2s de encendido el motor de la correa. 
 
Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
PREGUNTA Nº 13 
 
De acuerdo al programa el tiempo que permanece activa la correa 
transportadora, luego de activarse el sensor de proximidad es: 
a) 2000 segundos 
b) 20 segundos 
c) 200 segundos 
d) 200000 segundos 
 
 
 
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Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
PREGUNTA Nº 14 
 
Por seguridad y considerando la posible inercia del motor de la correa 
transportadora el piloto de indicación se desactiva posteriormente a la 
detección del motor, se requiere ajustar este desfase en 5 segundos 
para esto se debe: 
a) Ajustar solo el preset de T39 en 500. 
b) Ajustar solo el preset de T32 en 5000. 
c) Actualmente el desfase es 5 segundos. 
d) Ajustar el preset de T39 en 50 y T32 en 500. 
 
 
Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
 
PREGUNTA Nº 15 
 
Para el sistema propuesto se produce un problema ya que el sensor 
presenta pulsos de activaciones falsas debido a problemas de ruido 
eléctrico, para solucionar este problema y garantizar que la activación 
corresponde a la presencia de un objeto frente al sensor usted sugiere: 
a) Implementar un TON antes de la señal de activación al motor. 
b) Aumentar el tiempo de activación de la correa. 
c) Disminuir el tiempo de activación de la correa. 
d) Incorporar un detector de flanco en el segmento nº1 posterior a 
I0.0. 
 
 
 
 
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Situación de evaluación Nº 8: 
Dada la descripción de funcionamiento de un sistema se le solicita 
indicaciones técnicas respecto de la integración de instrumentos al 
proceso productivo. 
 
Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
PREGUNTA Nº 16 
 
Para regular la presión en la línea de alimentación de un estanque se 
utiliza una válvula de alivio del tipo aguja, en el manual del equipo se 
puede observar el siguiente esquema de conexión, se requiere 
chequear la posición actual de la válvula, para esto la magnitud 
medida y los terminales a usar son: 
 
Criterio de Evaluación 8.6. Integra Instrumentos de medición y control en 
sistemas automatizados para supervisar la calidad y eficiencia de los 
sistemas de producción. 
 
 
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a) Resistencia entre 5 y 6. 
b) Tensión entre 5 y 6. 
c) Corriente en los terminales 1 y 2. 
d) Tensión en los terminales 1 y 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Pregunta Selección Múltiple (2 puntos) 
PREGUNTA Nº 17 
 
Para verificar el correcto funcionamiento de la medición de nivel en un 
estanque se instalará un sensor ultrasónico de nivel, el equipo será 
conectado a un PLC de marca Siemens serie S7-200, usando un modulo 
de extensión EM235, en la imagen se muestra los datos técnicos del 
equipo, considerando que la señal de salida del transmisor de nivel es 
tensión en un rango de 0-10 V, la configuración de hardware para esta 
señal es: 
 
a) pin 1 y 6 en ON, pines 2,3,4 y 5 en OFF 
b) Pin 2 y 6 en OFF, pines 1,3,4,y 5 en ON 
c) Pin 2 y 6 en ON, pines 1, 3 ,4 y 5 en OFF 
d) Pin 1 y 6 en OFF, pines 2,3,4, y 5 en ON 
 
 
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Pregunta de Desarrollo Extenso (4 puntos) 
 
PREGUNTA Nº 18. 
 
Para un control de temperatura en un horno industrial se ha decidido 
incorporar un indicador el cual será instalado en el puesto de trabajo 
del operario, el sistema está compuesto por una TC tipo K, un PLC serie 
200 y un calefactor de 2000W comandado mediante contactor, dada 
la documentación técnica del equipo redacte brevemente las 
instrucciones para el personal de mantención conecte el equipo de 
manera correcta. 
 
Considere los siguientes aspectos: 
 
 Pines de conexión y polaridad para la alimentación del equipo. 
 Pines de conexión y polaridad para la señal de proceso. 
 Configuración de hardware para los pines de entrada, si es que se 
requiere. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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EXAMEN FINAL DE COMPETENCIAS 
 
Reglamento de Prácticas y Titulación 
 
TÍTULO 1: DISPOSICIONES GENERALES 
 
Con la aprobación del examen final de competencias y la o las prácticas del programa de estudio, el 
alumno obtiene la calidad de titulado. 
El examen final de competencias corresponde a una medición que se aplica al alumno egresado 
con el propósito de verificar el nivel de dominio que tiene sobre todas las materias del programa de 
estudio y determinar si cumple con los requisitos y aptitudes para su titulación. 
 
PROGRAMA DE ESTUDIO: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
 
El Examen Final de Competencias evalúa las Competencias y Criterios 
de Evaluación del Perfil de Egreso 
CÓDIGO PLAN: PE:B7 SEDE: 
PUNTAJE MÁXIMO: 100 NOTA: 
PUNTAJE OBTENIDO: 
 
NOMBRE ALUMNO (A):________________________ _________________ ___________ 
 Apellido Paterno Apellido Materno Nombre 
 
R.U.T.: 
 - 
 
CUADERNILLO I CUADERNILLO II 60 Puntos 
Fecha: Fecha: 
Tiempo: Tiempo: 120 Minutos 
INDICACIONES GENERALES: 
- La Nota 4.0 se obtiene logrando un 60% del puntaje total. 
- Utilice lápiz pasta en sus respuestas 
- Preocúpese de la redacción, ortografía y legibilidad de sus respuestas. 
 
 
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EXAMEN FINAL DE COMPETENCIAS 
CUADERNILLO II 
PRIMERA OPORTUNIDAD PRIMAVERA 2011 
 
 
 
Para el desarrollo de la parte práctica la mayor parte de las preguntas 
pueden ser desarrolladas en base a una planta de simulación de 
proceso, la cual le será facilitada. 
 
 
Situación de evaluación Nº 9: 
Designada una maqueta que permita la simulación de un control en 
lazo cerrado, se le solicitarán diversos datos, entre ellos valores de 
magnitudes trabajadas, identificación de los equipos, identificación y 
solución de fallas entre otros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
ACTIVIDAD 
 
Situación en taller a evaluar con Pauta Cotejo (6 puntos) 
 
Pregunta 19 
 
De acuerdo al lazo de control que a usted se le asignó, Identifique el 
equipo controlador y verifique el estado de la señal de proceso 
conectada a este equipo, considerando la unidad, magnitud, el tipo 
de señal y la forma que debe medir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Criterio de Evaluación 3.2. 
Realiza mediciones para verificar el correcto funcionamiento de los equipos. 
 
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ACTIVIDAD 
 
Situación en taller a evaluar con Pauta Cotejo (6 puntos) 
 
Pregunta 20 
 
De acuerdo al sistema en el cual usted está trabajando, este se 
encuentra en estado de falla, verifique de acuerdo al correcto 
funcionamiento del lazo e identifique la falla que tiene el sistema, 
describa la incidencia de falla sobre el funcionamiento y proponga una 
solución a esta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ACTIVIDAD 
 
Situación en taller a evaluar con Pauta Cotejo (6 puntos) 
 
Pregunta 21 
 
 
De acuerdo al análisis de la pregunta anterior implemente la solución 
que permita restablecer la correcta operación del lazo de control. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Criterio de Evaluación 3.4. 
Identifica fallas de los equipos según el tipo de función específica. 
Criterio de Evaluación 3.5. 
Propone alternativas de solución a fallas típicas y atípicas de los sistemas 
automatizados. 
 
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Situación de evaluación Nº10: 
En el contexto de la administración del desarrollo de un proyecto de 
automatización, se le solicita genere documentación referida a la 
planificación de ejecución del proyecto. 
 
 
 
 
 
ACTIVIDAD 
 
Situación en taller a evaluar con Pauta Cotejo (6 puntos) 
 
Pregunta 22 
 
Se han descrito las siguientes tareas y proporciones de tiempo para el 
desarrollo de un proyecto de automatización, enumere por orden de 
ejecución y asigne una proporción de tiempo de las propuestas a cada 
una de las tareas.Tareas: 
 marcha blanca. 
 estudio de ingeniería. 
 configuración, calibración y puesta a punto. 
 montaje y comisionamiento 
 adquisición de equipos e insumos 
 puesta en marcha. 
 
 
 
 
Distribución de tiempos propuestas. 
 
 30% 
 10% 
 20% 
 5% 
 25% 
 10% 
 
 
 
Criterio de Evaluación 6.1. 
Analiza los antecedentes técnicos y económicos del proyecto. 
 
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Situación de evaluación Nº 11. ( se retoma la situación de evaluación 
nº9) 
Designada una maqueta que permita la simulación de un control en 
lazo cerrado, en este caso se solicita generar la documentación del 
sistema y verificar su funcionamiento. 
 
 
 
 
 
ACTIVIDAD 
 
Situación en taller a evaluar con Pauta Cotejo (6 puntos) 
 
Pregunta 23 
 
Desarrolle el diagrama de instrumentación del proceso, (P&ID) del 
sistema en el cual usted está trabajando. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Criterio de Evaluación 6.4. 
Desarrolla documentación técnica y planos del proyecto utilizando la 
normativa vigente. 
 
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ACTIVIDAD 
 
Situación en taller a evaluar con Pauta Cotejo (6 puntos) 
 
Pregunta 24 
 
Usando un Data Logger, o instrumento de similares prestaciones, 
obtenga la curva de respuesta del sistema, de acuerdo a la gráfica 
obtenida identifique la estrategia de control aplicado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Criterio de Evaluación 8.1. 
Determina las estrategias de control en procesos industriales de acuerdo a 
requerimientos del mandante. 
 
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Situación de evaluación Nº 12. 
En una fábrica de productos alimenticios, para la planta de jugos se 
requiere descargar el programa del PLC del proceso de cocción de 
pulpa y realizar algunas modificaciones para su correcto 
funcionamiento. 
 
 
 
 
 
 
ACTIVIDAD 
 
Situación en taller a evaluar con Pauta Cotejo (12 puntos) 
 
Pregunta 25 
 
Realice las tareas necesarias para descargar y visualizar el programa 
residente en el PLC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Criterio de Evaluación 8.5. 
Configura autómatas programables de acuerdo a los requerimientos del 
proceso a controlar. 
 
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ACTIVIDAD 
 
Situación en taller a evaluar con Pauta Cotejo (12 puntos) 
 
Pregunta 26 
 
De acuerdo al programa descargado del PLC en la pregunta anterior y 
el diagrama de instrumentación y proceso mostrado en la figura, se 
requiere especificar los puntos de conexión respecto del PLC para 
chequear el estado de las señales que intervienen en el proceso. Usted 
debe completar la tabla, que servirá de instructivo para los operadores 
del sistema, indicando las unidades y magnitudes a medir, una 
descripción de la señal en base a su direccionamiento y tipo de señal 
(análoga o digital) y los puntos de medición para chequear el correcto 
funcionamiento de las señales detalladas en la tabla. 
 
 
Criterio de Evaluación 8.6. 
Integra Instrumentos de medición y control en sistemas automatizados para 
supervisar la calidad y eficiencia de los sistemas de producción. 
 
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Revisar programa descargado en la pregunta anterior.