1. Generalidades de la Ingeniería en Mecatrónica.

1.1 Desarrollo Histórico de la Mecatrónica.

  • El termino Mecatrónica fue usado inicialmente en los años 60´s en la compañía de componentes eléctricos Yaskawa (Japón), para referirse a las aplicaciones de control electrónico de los motores producidos por Yaskawa.
La Mecatrónica ha continuado avanzando desde la definición de este término. Estos avances son en: precisión, velocidad,flexibilidad, durabilidad, miniaturización, seguridad, consumo de potencia, inteligencia y costo.

  • En los años 70´s la Mecatrónica fue relacionada principalmente con la servotecnología, por ejemplo: auto enfoques de cámaras, puertas automáticas y máquinas expedidoras.
  • Durante los 80´s se volvió común el uso de microcontroladores en los sistemas mecánicos para mejorar su desempeño, reducir su tamaño y costo.
  • En los 90´s, se incorporo la tecnología de comunicaciones haciendo posible la conexión de los sistemas a Internet.
  • La historia de la Mecatrónica en México inicia a principios de los 90, cuando varias Instituciones de educación superior ofrecen algunas asignaturas de mecatrónica. En lo que respecta a las empresas es difícil saber con precisión la fecha en la cual se inició la incorporación de procesos o productos mecatrónicos, sin embargo se sabe que el sector automotriz fue pionero y en la actualidad se mantiene en la cabeza, se espera que el sector aeronáutico siga tomando fuerza y con ello sea otro pilar en el desarrollo de la mecatrónica a nivel industrial.

Las tendencias actuales en la Mecatrónica es la miniaturización de los sistemas, la “inteligencia” y reducción de costos.








     








1.2 Panorámica General de la Carrera

El mecatrónico es un líder de proyectos de diseño, construcción e implantación de nuevos productos o procesos inteligentes que requieren de conocimientos de mecánica de precisión, instrumentación electrónica, ingeniería de control y diseño computarizado aplicados principalmente a la manufactura, servicios y enseres.

Su mayor cualidad es saber conocer y aplicar la combinación perfecta de las diferentes tecnologías para crear nuevos productos inteligentes y liderar equipos de proyectos conformados por diferentes tipos de ingenieros, aprovechando las ventajas de conocimientos especializados de cada uno de ellos para realizar complejos sistemas que un solo tipo de ingenieros no podría hacer, pues se tiene el conocimiento clave de como integrar cada uno de ellos.

El mercado de trabajo de quienes cursan esta especialidad incluye centros de diseño, así como empresas requieren de los servicios de un ingeniero especializado en el uso de sistemas mecánicos controlados por sistemas de control avanzado. mas concretamente, existe un numero importante de empresas basadas en equipos mecatrónicos que requieren de individuos con esta especialidad para puesta en marcha de plantas, ajuste de equipos, programas de desarrollo de nuevos productos, automatización de plantas y procesos, etc.

El campo de trabajo actual y potencial de ingeniero mecatrónico es muy amplio, ya que va desde la automatización de operaciones en microempresas hasta la completa automatización y control de lineas de producción en grandes empresas, desde el diseño de productos sencillos de uso cotidiano hasta el diseño de sofisticados equipos con tecnología de punta.

El ingeniero mecatrónico trabaja en ámbitos relacionados con la mecánica de precisión  los sistemas de control electrónicos y los sistemas de información computarizados, tanto en el sector publico como en el privado, de producción y de servicios, diseñados, controlando e implantando dichos sistemas.

Otras áreas laborales se ubican en las industrias manufacturera, petrolera, de generación de energía eléctrica, minera, siderúrgica, argoindutrial, de alimentación y salud, así como en los servicios de transporte.

También es posible el ejercicio independiente de la profesión  la formación de su propia empresa, el trabajo en centros de investigación y en instituciones de educación superior.

1.3 Perfil y Campo de la Ingeniería en Mecatrónica.

El Mecatrónico es un líder de proyectos de diseño, construcción e implantación de nuevos productos o procesos inteligentes que requieran de conocimientos de mecánica de precisión, instrumentación electrónica, ingeniería de control y diseño computarizado aplicados principalmente a la manufactura, servicios y enseres.

Su mayor cualidad es saber conocer y aplicar la combinación perfecta de las diferentes tecnologías para crear nuevos productos inteligentes y liderar equipos de proyectos conformados por diferentes tipos de ingenieros, aprovechando las ventajas de conocimientos especializados de cada uno de ellos para realizar complejos sistemas que un sólo tipo de ingenieros no podría hacer, pues se tiene el conocimiento clave de cómo integrar cada uno de ellos

Puede trabajar en diversas áreas dentro de las industrias. El IMT trabajará en industrias donde se emplee alta tecnología de manufactura; tal es el caso de las compañías manufactureras de productos electrónicos (Thomson Consumer Electronics, Nortel Networks, Celestica, etc.); de ensamble y diseño automotriz (Delphi, Chrylser, VW); y, en general, toda industria que haga uso o diseñe equipos mecánicos de alta precisión en el que se integre el uso de nuevas tecnologías de control automático. También puede trabajar en empresas donde se requiera optimizar el proceso de producción mediante el uso de tecnología avanzada, o en áreas de diseño de producto donde se requiera de integración de tecnologías de automatización, robótica, electrónica y mecánica.

El mercado de trabajo de quienes cursen esta especialidad incluye centros de diseño, así como empresas que requieran de los servicios de un ingeniero especializado en el uso de sistemas mecánicos controlados por sistemas de control avanzado (por ejemplo, por computadoras). Más concretamente, existe un número importante de empresas basadas en equipos mecatrónicos que requieren de individuos con esta especialidad para puesta en marcha de plantas, ajuste de equipos, programas de desarrollo de nuevos productos, automatización de plantas y procesos, etc.

El campo de trabajo actual y potencial del ingeniero mecatrónico es muy amplio, ya que va desde la automatización de operaciones en microempresas hasta la completa automatización y control de líneas de producción en grandes empresas, desde el diseño de productos sencillos de uso cotidiano hasta el diseño de sofisticados equipos con tecnología de punta.
                                                  


Es importante señalar que las posibilidades de contratación de los egresados están en función de la necesidad de crecimiento y modernización de la industria y los servicios, ya que son precisamente los ingenieros mecatrónicos los promotores y actores principales de esta modernización.

1.4 Conceptos de Ciencia e Ingeniería. 


Estudio Comparativo entre Conceptos de Ingeniería y Ciencia.

2. Introducción a los Sistemas Mecatrónicos

2.1 Sensores y Transductores

Los sensores son transductores (convierte un tipo de energía a otra) que miden cierto tipo de energía, un indicador o detector en pocas palabras,la energía detectada se convierte en impulsos eléctricos que son captadas por las máquinas de control. Esta información la utilizan los operadores lógicos o bien puede ser analizada por un ser humano.
Ejemplos de Sensores:

Sensores de temperatura: Termopar, Termistor
Sensores de deformación: Galga extensiométrica
Sensores de acidez: IsFET
Sensores de luz: fotodiodo, fotorresistencia, fototransistor
Sensores de sonido: micrófono
Sensores de contacto: final de carrera
Sensores de imagen digital (fotografía): CCD o CMOS




  • Sensores reflectivos y por intercepción (de ranura) 


Los sensores de objetos por reflexión están basados en el empleo de una fuente de señal luminosa (lámparas, diodos LED, diodos láser, etc.) y una célula receptora del reflejo de esta señal, que puede ser un fotodiodo, un fototransistor, LDR, incluso chips especializados, como los receptores de control remoto. Con elementos ópticos similares, es decir emisor-receptor, existen los sensores"de ranura" (en algunos lugares lo he visto referenciado como "de barrera"), donde se establece un haz directo entre el emisor y el receptor, con un espacio entre ellos que puede ser ocupado por un objeto.

  • LDR (Light-Dependent Resistor, resistor dependiente de la luz). 

Un LDR es un resistor que varía su valor de resistencia eléctrica dependiendo de la cantidad de luz que incide sobre él. Se le llama, también, fotoresistor o fotoresistencia. El valor de resistencia eléctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en él (en algunos casos puede descender atan bajo como 50 ohms) y muy alto cuando está a oscuras(puede ser de varios megaohms).

  • Fotodiodos 
El fotodiodo es un diodo semiconductor,construido con una unión PN, como muchos otros diodos que se utilizan en diversas aplicaciones, pero en este caso el semiconductor está expuesto a la luz a través de una cobertura cristalina y a veces en forma de lente, y por su diseño y construcción será especialmente sensible ala incidencia de la luz visible o infrarroja.Todos los semiconductores tienen esta sensibilidad a la luz, aunque en el caso de los fotodiodos, diseñados específicamente para esto, la construcción está orientada a lograr que esta sensibilidad sea máxima.
  • Fototransistores 
Los fototransistores no son muy diferentes de un transistor normal, es decir, están compuestos por el mismo material semiconductor, tienen dos junturas y las mismas tres conexiones externas: colector,base y emisor. Por supuesto, siendo un elemento sensible a la luz, la primera diferencia evidente es en su cápsula, que posee una ventana o es totalmente transparente, para dejar que la luz ingrese hasta las junturas de la pastilla semiconductora y produzca el efecto fotoeléctrico. 

  • Microinterruptores 

No es necesario extenderse mucho sobre estos componentes (llamados"micro switch" en inglés), muy comunes en la industria y muy utilizados en equipos electrónicos y en automatización. 

Sensores de presión En la industria hay un amplísimo rango de sensores de presión,la mayoría orientados a medir la presión de un fluido sobre una membrana.

Entre otros sensores que podemos encontrar. Aqui un link donde puedes encontrar mas informacion sobre sensores: 

http://www.festo.com/net/es-pe_pe/SupportPortal/default.aspx?cat=1910




2.2 Acondicionamiento de señales.

Los acondicionadores de señal, adaptadores o amplificadores, en sentido amplio, son los elementos del sistema de medida que ofrecen, a partir de la señal de salida de un sensor electrónico, una señal apta para ser presentada o registrada o que simplemente permita un procesamiento posterior mediante un equipo o instrumento estándar. Normalmente, son circuitos electrónicos que ofrecen, entre otras funciones, las siguientes:
Amplificación.
Filtrado
Adaptación de impedancias
Modulación
Demodulación.

Difícilmente un diseñador conecta un transductor directamente y la parte de procesamiento o de despliegue de un sistema, ya que la señal que nos envía nuestro transductor por lo general es muy débil o contiene ruido y componentes que no deseamos, por eso realizamos etapas de acondicionamiento de señales.





  • Filtros (circuito RC)
Un circuito RC es un circuito compuesto de resistores y condensadores alimentados por una fuente eléctrica. Un circuito RC de primer orden está compuesto de un resistor y un condensador y es la forma más simple de un circuito RC. Los circuitos RC pueden usarse para filtrar una señal, al bloquear ciertas frecuencias y dejar pasar otras. Los filtros RC más comunes son el filtro paso alto, filtro paso bajo, filtro paso banda, y el filtro elimina banda. Entre las características de los circuitos RC está la propiedad de ser sistemas lineales e invariantes en el tiempo; reciben el nombre de filtros debido a que son capaces de filtrar señales eléctricas de acuerdo a su frecuencia.

  • Conversor analógico-digital
Un conversor analógico-digital (CAD) es un dispositivo electrónico capaz de convertir una entrada analógica de voltaje en un valor binario. Se utiliza en equipos electrónicos como computadora, grabadores de sonido y de vídeo, y equipos de telecomunicaciones. La señal analógica, que varía de forma continua en el tiempo, se conecta a la entrada del dispositivo y se somete a un muestreo a una velocidad fija, obteniéndose así una señal digital a la salida del mismo.

2.3 Sistemas de Actuación

Los sistemas de actuación son los elemento de los sistemas de control que transforman la salida de un microprocesador a un controlador en una acción de control para una maquina o dispositivo. Por ejemplo, puede ser Necesario transformar una salida eléctrica del controlador en un movimiento lineal que desplaza una carga. Otro ejemplo seria cuando la salida eléctrica del controlador, debe transformarse en una acción que controle la cantidad de líquido que pasa por una tubería.


En este capítulo se analizaran los sistemas de actuación neumáticos e hidráulicos. El termino neumática se utiliza cuando se emplea el aire comprimido e hidráulica para los líquidos, por lo común aceite. 

  • Sistemas Neumáticos e Hidráulicos
Con frecuencia las señales neumáticas se utilizan para manejar elementos finales de control. Incluso cuando e sistema de control es eléctrico. Esto se debe a que con esas señales es posible accionar válvulas grandes y otros dispositivos de control que requieren mucha potencia para mover cargas considerables.
La presión atmosférica varia con la localización y el tiempo pero en los neumáticos por lo general se toma para ser 10^5 Pa a este presión se le conoce como 1 barra.

  • Sistemas Hidráulicos
Con un sistema hidráulico se suministra aceite presurizado mediante una bomba de motor eléctrico. La bomba bombea aceite desde un colector a través de una válvula de retención y un acumulador para regresar al colector. Las bombas hidráulicas que a menudo se utilizan son la bomba de engranajes, la bomba de vástago y la bomba de pistón.

  •  La bomba de engranajes consiste en 2 ruedas de engranaje de enlace cerrado que giran en direcciones opuestas. Por lo general se operan a una presión por debajo de los 15MPa a 2400 revoluciones por minuto. La capacidad máxima de flujo es alrededor de 0.5m3/min. 

  • La bomba de vástago tiene resortes deslizantes en vástagos ranurados en un rotor conductor. A medida que el rotor gira, los vástagos siguen los contornos de la cubierta. La fuga es menor que con lo la bomba de engranes.
  • Las bombas de pistones que se utilizan en hidráulica pueden tener una variedad de formas. 
A) Las bombas de pistón radial: Un bloque cilíndrico gira alrededor de la leva estacionaria y esto ocasiona que pistones huecos, con retorno por muelle, se muevan dentro y fuera. El resultado es que el flujo se extrae desde el puerto de entrada y se transporte para la expulsión desde el puerto de descarga.
B) Las Bombas de pistón axial: Tiene pistones que se mueven en forma axial en lugar de radial mente Los pistones están arreglados a manera de eje en un bloque cilíndrico rotatorio y hecho para mover por contacto con la placa motriz.

  • Sistemas Neumáticos
Con un suministro de energía neumática un motor eléctrico impulsa un compresor de aire. La entrada de aire al compresor es probable que se filtre y a través de un silenciador se reduzca el nivel de ruido. Una válvula de descarga de presión ofrece protección contra a presión en el sistema que surge sobre un nivel seguro. Puesto que el compresor de aire aumenta la temperatura del aire, es probable que haya un sistema de enfriamiento y quitar la contaminación y el agua de aire con un filtro con una trampa de agua. Un recibidor de aire aumenta el volumen de aire en el sistema y suaviza cualquier fluctuación de presión a cierto plazo.
El compresor rotativo de vástago cuenta con un rotor montado excéntricamente en una cámara cilíndrica. El rotor tiene cuchillas, los vástagos, que son libres de deslizarse en ranuras radiales con rotación que provocan que los vástagos sean conducidas hacia fuera contra las paredes del cilindro. Por lo común se pueden usar para presiones arriba de los 800 kPa con tasas de flujo de 0.3 m3/min a 30m3/min de entrega de aire comprimido.

  • Válvulas
Las válvulas se utilizan con sistemas neumáticos e hidráulicos para dirigir y el flujo del fluido. Existen básicamente 2 formas de válvula, de posición finita e infinita. 
*Posición Finita: Solo permiten o bloquean el flujo del fluido y así pueden usarse para encender o apagar actuadores.
*Posición Infinita: Son capaces de controlar el flujo hacia cualquier lado entre completamente encendido o apagado y de esta manera se usan para controlar las fuerzas de variación o la tasa de flujo para una situación de control de proceso.

  • Válvulas para control de dirección
En los sistemas neumáticos e hidráulicos se utilizan válvulas de control direccionales para controlar el sentido del flujo del fluido que pasa por un sistema. Su función no es modificar el gasto de un fluido, son dispositivos para abrir o cerrar del todo, es decir, abierto/cerrado (on/off). 
Un tipo muy común de válvula de control de dirección es la válvula de carrete. Dentro del cuerpo de la válvula se desplaza un carrete en forma horizontal para controlar el flujo. Las válvulas giratorias de carrete tienen un carrete giratorio que al dar vuelta abre y cierra los puertos de manera similar.

  • Símbolos de válvulas
Las diferentes posiciones de conexión de las válvulas de control se representan mediante un cuadrado. En la válvula de vástago ha y 2 posiciones, cuando el botón esta sin oprimir y la otra el botón oprimido. Las flechas indican la dirección del flujo en cada una de las posiciones, las líneas con tope corresponden a líneas flujo cerradas. La válvula tiene 4 puertos, estos se identifican con un número o una letra, de acuerdo a su función. Los puertos se identifican con 1 (o P) para el suministro de presión, 3 (o T) para el puerto de regreso hidráulico, 3 o 5 (R o S) para los puertos de desfogue y 2 o 5 (B o A) para los puertos de salida.
La figura 7.9 muestra una válvula de carrete operada por solenoide y su símbolo. La válvula se acciona mediante una corriente que pasa a través de un solenoide y regresa a su posición original con la ayuda de un resorte.


2.4 Modelado de Sistemas Básicos. 


Para estudiar el comprtamiento de los sistemas se utilizan modelos matematicos que se representan por ecuaciones, los cuales describen las relaciones entre la entrada y la salida de un sistema de condiciones especificas. Las bases de estos modelos se obtienen de leyes físicas fundamentales que rigen el comportamiento de un sistema.

Los elementos básicos que se utilizan para representar sistemas mecanicos son los resortes amortiguadores y masas. Los resortes reflejan la rigidez del sistema, los amortiguadores, las fuerzas que se oponen al movimiento y las masas la inercia o resistencia a acelerarse.
Las ecuaciones que describen la combnacion de los elementos básicos eléctricos son las leyes de kirchoff, las cuales pueden expresarse como:

Los elementos básicos de los sistemas eléctricos y mecánicos presentan muchas similitudes, por ejemplo una resistencia eléctrica se acumula energía sin que disipe la corriente donde R es una constante y la potencia disipada.


En los sistemas de fluido hay tres elementos básicos que se pueden considerar los equivalentes de la resistencia eléctrica, la capacitancia y la inductancia. En estos sistemas la entrada el equivalente de la corriente eléctrica, es el flujo, volumétrico, y la salida, el equivalente de diferencia de potencial, es la diferencia de presión.

2.5 Microprocesadores

El microprocesador es la parte de la computadora diseñada para llevar acabo o ejecutar los programas. Este viene siendo el cerebro de la computadora, el motor, el corazón de esta máquina. Este ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel haciendo operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar y dividir. El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.



El microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, el microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan cálculos bajo un programa de control. Consiguientemente, la historia de la computadora digital nos ayudará a entender el microprocesador.
El microprocesador hizo posible la manufactura de poderosas calculadoras y de muchos otros productos. El microprocesador utiliza el mismo tipo de lógica que es usado en la unidad procesadora central (CPU) de una computadora digital. El microprocesador es algunas veces llamado unidad microprocesadora (MPU). En otras palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos.

En los equipos actuales se habla fundamentalmente de los procesadores Pentium D o Core 2 Duo de Intel y Athlon 64 y Athlon 64 X2 de AMD. Además, están muy extendidos procesadores no tan novedosos, como los Pentium 4 de Intel y los chips Athlon XP de AMD.







2.6 Controladores Programables.

Los primeros controladores programables fueron introducidos a partir del año 1969, en los cuales las funciones de relé fueron reemplazadas por una lógica de estado sólido, manteniendo la notación lógica de diagrama de escalera, usada para especificar y documentar lógica de relés. Estos primeros controladores operaban en base a un programa fijo, definido por las conexiones entre dispositivos.

Los PLC's se introdujeron por primera vez en la industria en 1960 aproximadamente. La razón principal de tal hecho fue la necesidad de eliminar el gran costo que se producía al reemplazar el complejo sistema de control basado en relés y contactores.

Bedford Associates propuso algo denominado Controlador Digital Modular (MODICON, MOdular DIgital CONtroler) a un gran fabricante de coches. Otras compañías propusieron a la vez esquemas basados en ordenador, uno de cuales estaba basado en el PDP-8. El MODICON 084 resultó ser el primer PLC del mundo en ser producido comercialmente.

Los PLC fueron inventados en respuesta a las necesidades de la automatización de la industria automotriz norteamericana por el ingeniero Estadounidense Dick Morley. Antes de los PLC, el control, la secuenciación, y la lógica para la manufactura de automóviles era realizada utilizando relés, contadores, y controladores dedicados.

El proceso para actualizar dichas instalaciones en la industria año tras año era muy costoso y consumía mucho tiempo, y los sistemas basados en relés tenían que ser recableados por electricistas especializados. En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisiones automáticas de General Motors) ofertó un concurso para una propuesta del reemplazo electrónico de los sistemas cableados.

Existen varios lenguajes de programación, tradicionalmente los más utilizados son el diagrama de escalera (Lenguaje Ladder), preferido por los electricistas, lista de instrucciones y programación por estados, aunque se han incorporado lenguajes más intuitivos que permiten implementar algoritmos complejos mediante simples diagramas de flujo más fáciles de interpretar y mantener.
Un lenguaje más reciente, preferido por los informáticos y electrónicos, es el FBD (en inglés Function Block Diagram) que emplea compuertas lógicas y bloques con distintas funciones conectados entre sí.
En la programación se pueden incluir diferentes tipos de operandos, desde los más simples como lógica booleana, contadores, temporizadores, contactos, bobinas y operadores matemáticos, hasta operaciones más complejas como manejo de tablas (recetas), apuntadores, algoritmos PID y funciones de comunicación multiprotocolo que le permitirían interconectarse con otros dispositivos.

El término PLC de amplia difusión en el medio significa en inglés, Controlador Lógico Programable. Originalmente se denominaban PCs (Programmable Controllers), pero con la llegada de las IBM PCs, para evitar confusión se emplearon definitivamente las siglas PLC.

Esta familia de aparatos se distingue de otros controladores automáticos en que puede ser programado para controlar cualquier tipo de máquina, a diferencia de otros muchos que, solamente pueden controlar un tipo específico de aparato. Un programador o Control de Flama de una caldera, es un ejemplo de estos últimos.

Además de poder ser programados, se insiste en el término "Control Automático", que corresponde solamente a los aparatos que comparan ciertas señales provenientes de la máquina controlada de acuerdo con algunas reglas programadas con anterioridad para emitir señales de control para mantener la operación estable de dicha máquina.

Las instrucciones almacenadas en memoria permiten modificaciones así como su monitoreo externo.
El desarrollo e introducción de los relés, hace muchos años, fue un paso gigantesco hacia la automatización e incremento de la producción. La aplicación de los relés hizo posible añadir una serie de lógica a la operación de las máquinas y de esa manera reducir la carga de trabajo en el operador, y en algunos casos eliminar la necesidad de operadores humanos.

Por ejemplo, los relés hicieron posible establecer automáticamente una secuencia de operaciones, programar tiempos de retardo, conteo de eventos o hacer un evento dependiente de que ocurrieran otros.

Los relés con todas sus ventajas, tienen también naturalmente sus desventajas, tienen sólo un período de vida; su naturaleza electromecánica dictamina, que después de un tiempo de uso serán inservibles, sus partes conductores de corriente pueden en un momento quemarse o fundirse, desbaratando la lógica establecida y requiriendo su reemplazo.

Tal vez la inconveniencia más importante de la lógica con relés es su naturaleza fija. La lógica de un panel de relés es establecida por los ingenieros de diseño, se implementa entonces colocando relés en el panel y se alambra como se prescribe.
Mientras que la máquina dirigida por el panel de relés continúa llevando a cabo los mismos pasos en la misma secuencia, todo está perfecto, pero cuando existe un re diseño en el producto o un cambio de producción en las operaciones de esa máquina o en su secuencia, la lógica del panel debe ser re diseñada.

Si el cambio es lo suficientemente grande, una opción más económica puede ser desechar el panel actual y construir uno nuevo.
Este fue el problema encarado por los productores de automóviles a mediados de los setenta.
A lo largo de los años se habían altamente automatizado las operaciones de producción mediante el uso de los relés, cada vez que se necesitaba un cambio, se invertía en él una gran cantidad de trabajo, tiempo y material, sin tomar en cuenta la gran cantidad de tiempo de producción perdido.

La computadora ya existía en esos tiempos y se les dio la idea a los fabricantes de que la clase de control que ellos necesitaban podría ser llevado a cabo con algo similar a la computadora. Las computadoras en sí mismas, no eran deseables para esta aplicación por un buen número de razones.
La comunidad electrónica estaba frente a un gran reto: diseñar un artefacto que, como una computadora, pudiese efectuar el control y pudiese fácilmente ser re programada, pero adecuado para el ambiente industrial.

El reto fue enfrentado y alrededor de 1969, se entregó el primer controlador programable en las plantas ensambladoras de automóviles de Detroit, Estados Unidos.

  • ESTRUCTURA DEL PLC

Un Controlador Lógico Programable es un dispositivo usado para controlar. Este control se realiza sobre la base de una lógica, definida a través de un programa.

Un controlador lógico programable está constituido por un conjunto de tarjetas o circuitos impresos, sobre los cuales están ubicados componentes electrónicos.
El controlador Programable tiene la estructura típica de muchos sistemas programables, como por ejemplo una microcomputadora.
La estructura básica del hardware de un consolador Programable propiamente dicho está constituido por:
a. Fuente de alimentación
b. Unidad de procesamiento central (CPU)
c. Módulos de interfaces de entradas/salidas (E/S)
d. Modulo de memorias
e. Unidad de programación
En algunos casos cuando el trabajo que debe realizar el controlador es más exigente, se incluyen Módulos Inteligentes.
Fuente De Alimentación
La función de la fuente de alimentación en un controlador, es suministrar la energía ala CPU y demás tarjetas según la configuración del PLC.
  • + 5 V para alimentar a todas las tarjetas
  • + 5.2 V para alimentar al programador
  • + 24 V para los canales de lazo de corriente 20 mA.
  • Unidad De Procesamiento Central (C.P.U.)
Es la parte más compleja e imprescindible del controlador programable, que en otros términos podría considerarse el cerebro del controlador.
La unidad central está diseñada a base de microprocesadores y memorias; contiene una unidad de control, la memoria interna del programador RAM, temporizadores, contadores, memorias internas tipo relé, imágenes del proceso entradas/salidas, etc. Su misión es leer los estados de las señales de las entradas, ejecutar el programa de control y gobernar las salidas, el procesamiento es permanente y a gran velocidad.
Módulos o Interfaces DE Entrada y Salida (E/S)
Son los que proporciona el vínculo entre la CPU del controlador y los dispositivos de campo del sistema. A través de ellos se origina el intercambio de información ya sea para la adquisición de datos o la del mando para el control de maquinas del proceso.
Tipos de Módulos de Entrada y Salida
Debido a que existen gran variedad de dispositivos exteriores (captadores, actuadores), encontramos diferentes tipos de módulos de entrada y salidas, cada uno de los cuales sirve para manejar cierto tipo de señal (discreta o análoga) a determinado valor de tensión o de corriente en DC o AC.
  • Módulos de entradas discretas
  • Módulos de salidas discretas
  • Módulos de entrada analógica
  • Módulos de salida analógica
  • Módulos de Memoria
Son dispositivos destinados a guardar información de manera provisional o permanente
Se cuenta con dos tipos de memorias:
Volátiles (RAM)
No volátiles (EPROM y EEPROM)
Unidad de Programación
Los terminales de programación, son el medio de comunicación entre el hombre y la máquina; estos aparatos están constituidos por teclados y dispositivos de visualización
Existen tres tipos de programadores los manuales (Hand Held) tipo de calculadora, Los de vídeo tipo (PC), y la (computadora).
Funcionamiento del CPU
Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas. A continuación ejecuta la aplicación empleando el último estado leído. Una vez completado el programa, la CPU ejecuta tareas internas de diagnóstico y comunicación. Al final del ciclo se actualizan las salidas. El tiempo de ciclo depende del tamaño del programa, del número de E/S y de la cantidad de comunicación requerida.

Las ventajas en el uso del PLC comparado con sistemas basados en relé o sistemas electromecánicos son:
  • Flexibilidad: Posibilidad de reemplazar la lógica cableada de un tablero o de un circuito impreso de un sistema electrónico, mediante un programa que corre en un PLC.
  • Tiempo: Ahorro de tiempo de trabajo en las conexiones a realizar, en la puesta en marcha y en el ajuste del sistema.
  • Cambios: Facilidad para realizar cambios durante la operación del sistema.
  • Confiabilidad
  • Espacio
  • Modularidad
  • Estandarización

3. Integración en Sistemas Mecatrónicos

3.1 Metodología para la solución de problemas de Ingeniería.


La resolución de problemas es una parte clave de los cursos de
ingeniería, y también de los de ciencias de la computación, matemáticas,
físicas y química. Por lo tanto, es importante tener una estrategia
consistente para resolver los problemas. También es conveniente que la
estrategia sea lo bastante general como para funcionar en todas estas
áreas distintas.

La metodología para resolver problemas que usaremos tiene cinco pasos.
1. Plantear el problema claramente.
2. Describir la información de entrada y salida.
3. Resolver el problema a mano (o con una calculadora) para un
conjunto de datos sencillo.
4. Solución
5. Probar el programa con diversos datos.

Analizaremos cada uno de estos pasos con un ejemplo sencillo.
“Suponga que hemos recabado una serie de temperaturas de un sensor
de cierto equipo que se está usando en un experimento. Se tomaron
mediciones de temperatura cada 30 segundos, durante 5 minutos, en el
curso del experimento. Queremos calcular la temperatura media y
también graficar los valores de temperatura.”

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El primer paso es plantear el problema claramente. Es en extremo
importante preparar un enunciado claro y conciso del problema para
evitar cualquier malentendido. Para el ejemplo, el enunciado del
problema es el siguiente:
“Calcular la media de una serie de temperaturas. Graficar los
valores de tiempo y temperatura”

2. DESCRIPCIÓN DE ENTRADAS/SALIDAS
El segundo paso consiste en describir cuidadosamente la información
que se da para resolver el problema y luego identificar los valores que se
deben calcular. Estos elementos representan las entradas y salidas del
problema y pueden llamarse colectivamente entrada/salida o E/S. En
muchos problemas resulta útil hacer un diagrama que muestre las
entradas y salidas. En este punto, el programa es una “abstracción”
porque no estamos definiendo los pasos para determinar las salidas; sólo
estamos mostrando la información que se usará para calcular la salida.


3.  EJEMPLO A MANO
El tercer paso es resolver el problema a mano o con una calculadora,
empleando un conjunto sencillo de datos. Se trata de un paso muy
importante y no debe pasarse por alto, ni siquiera en problemas
sencillos. Éste es el paso en que se detalla la solución del problema. Si
no podemos tomar un conjunto sencillo de números y calcular la salida,
no estamos preparados para continuar con el siguiente paso; debemos
releer el problema y tal vez consultar material de referencia.
Para este problema, el único cálculo consiste en calcular la media de una
serie de valores de temperatura.

4. SOLUCIÓN
Una vez que podamos resolver el problema para un conjunto sencillo de
datos, estamos listos para desarrollar un algoritmo: un bosquejo paso a
paso de la solución del problema. Si el problema es complejo puede ser
necesario escribir a grandes rasgos los pasos y luego descomponer esos
pasos en otros más pequeños.
En este paso estamos preparados para realizar el programa
correspondiente.

5. PRUEBA
El paso final de nuestro proceso de resolución de problemas es probar la
solución. Primero debemos probar la solución con los datos del ejemplo a
mano porque ya calculamos la solución antes.


3.2 Criterios de selección de componentes y dispositivos.


Se denomina componente electrónico a aquel dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se suele encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.
Hay que diferenciar entre componentes y elementos. Los componentes son dispositivos físicos, mientras que los elementos son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los mencionados componentes. Así, los componentes aparecen en un listado de dispositivos que forman un circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos matemáticos de la teoría de circuitos.

De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas clasificaciones. Seguidamente se detallan las comúnmente más aceptadas.

1. Según su estructura física
Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.
Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.

2. Según el material base de fabricación.
* Semiconductores.
También denominados como componentes de estado sólido, son los componentes "estrella" en casi todos los circuitos electrónicos. Se obtienen a partir de materiales semiconductores, especialmente del silicio aunque para determinadas aplicaciones aún se usa germanio.
* No semiconductores.

3.Según su funcionamiento.
* Activos: proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control.

Componentes activos
Los componentes activos son aquellos que son capaces de excitar los circuitos o de realizar ganancias o control del mismo. Fundamentalmente son los generadores eléctricos y ciertos componentes semiconductores. Estos últimos, en general, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relación entre la tensión aplicada y la corriente demandada no es lineal.

Los componentes activos semiconductores derivan del diodo de Fleming y del triodo de Lee de Forest. En una primera generación aparecieron las válvulas que permitieron el desarrollo de aparatos electrónicos como la radio o la televisión. Posteriormente, en una segunda generación, aparecerían los semiconductores que más tarde darían paso a los circuitos integrados (tercera generación) cuya máxima expresión se encuentra en los circuitos programables (microprocesador y microcontrolador) que pueden ser considerados como componentes, aunque en realidad sean circuitos que llevan integrados millones de componentes
Ejemplos: microprocesadores, microcontroladores, memorias, transistores, diodos.

* Pasivos: son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de las señales eléctricas o modificando su nivel.

Son aquellos que no necesitan una fuente de energía para su funcionamiento. No tienen la capacidad de controlar la corriente en un circuito.

Los componentes pasivos se dividen en:
Componentes Pasivos Lineales:
Condensador (Almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancia)
Inductor o Bobina 


Almacenar o atenuar el cambio de energía debido a su poder de autoinducción |
Resistor o Resistencia | División de intensidad o tensión, limitación de intensidad |

4. Según el tipo energía.
Electromagnéticos: aquellos que aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales (fundamentalmente transformadores e inductores).
Electro acústicos: transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa (micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.).
Opto electrónicos: transforman la energía luminosa en eléctrica y viceversa (diodos LED, células fotoeléctricas, etc.).

3.3 Integración de de Componentes y Dispositivos.

Un sistema mecatrónico es aquel sistema digital que recoge señales, las procesa y emite una respuesta por medio de actuadores, generando movimientos o acciones sobre el sistema en el que se va a actuar. Las características del sistema mecatrónico son: mecanismo preciso de operación como elemento componente de la función principal, y del propósito más importante, y la función de información de control avanzada.


Elementos de un sistema mecatrónico
un sistema mecatrónico esta integrado por:
  1. ELEMENTOS SENSORIALES
  2. ELEMENTOS DE CONTROL
  3. ELEMENTOS ACTUADORES (MECANICA)


Un ejemplo muy desarrollado es el uso de la visión artificial, la cual se usa para determinar la posición y la orientación del mecanismo, del ambiente o de las herramientas, sin embargo, no siempre es posible medir directamente alguna variable se estima su valor por medio de observadores del estado y filtros.


  • ELEMENTOS DE CONTROL


Un área muy desarrollada en la Mecatrónica es el control. Se tienen dos tendencias importantes: el uso de las técnicas más modernas de la teoría de control automático y el desarrollo de controles inteligentes, que busca mejorar la percepción del medio ambiente y obtener una mejor autonomía.
Algunos de los avances más importantes en la rama del control automático son: redes neuronales, modos deslizantes, control de sistemas a eventos discretos, control adaptable, lógica difusa y control robusto.


Control robustoTienen en cuenta las imprecisiones y errores de modelado en el momento del diseño del regulador, diseñándose el controlador para que el sistema sea estable y cumpla las especificaciones no sólo para el modelo nominal, sino también en presencia de perturbaciones y con incertidumbre en el modelo.
  • Control adaptativo

El control adaptativo consiste en la identificación de parámetros del proceso y el calculo de un nuevo regulador, todo ello en tiempo real, siguiendo las variaciones de los parámetros y mientras se realiza el control.

Modos deslizantes
Son una clase de sistemas a través de los cuales la ley de control cambia deliberadamente durante el proceso de control de acuerdo con alguna regla, la cual depende del estado del sistema.
  • ELEMENTOS ACTUADORES (MECANICA)
Todo mecanismo requiere de una fuente de potencia para operar. Inicialmente esta fuente de potencia fue de origen animal, posteriormente se aprovechó la fuerza generada por el flujo de aire o agua, pasando luego a la generación de potencia con vapor, por combustión interna y actualmente con electricidad.

  • Aplicaciones

La robótica es la parte de la técnica de diseño y construcción de autómatas flexibles y reprogramables, capaces de realizar diversas funciones. Es el nivel de automatización más flexible y en mucho indica las tendencias futuras del resto de la mecatrónica.
Las líneas de investigación más desarrolladas son: síntesis de manipuladores y herramientas, manipuladores de cadena cinemática cerradas, robots autónomos, robots cooperativos, control y teleoperación asincrónicas (por medio de conexiones TCP/IP), estimación del ambiente, comportamiento inteligente, interfaces ópticas, navegación y locomoción.




4. Normas Nacionales

4.1 Normas Nacionales


Una norma es un documento de aplicación voluntaria que contiene especificaciones técnicas basadas en los resultados de la experiencia y del desarrollo tecnológico. Las normas son el resultado del consenso entre todas las partes interesadas e involucradas en la actividad que es objeto de ella. Además
deben de ser aprobadas por un organismo normalizador reconocido.



La asamblea general ordinaria de la UMA, adopta lo siguiente:
  • El Ingeniero reconoce que el mayor mérito es el trabajo, por lo que ejercerá su profesión comprometido con el servicio de la sociedad mexicana, a tendiendo al bienestar y progreso de la mayoría.
  • Al transformar la naturaleza en beneficio de la humanidad, el Ingeniero debe acrecentar su conciencia de que el mundo es la morada del hombre y de que su interés por el universo es una garantía de la superación de su espíritu y del conocimiento de la realidad para hacerla más justa y feliz.
  • El Ingeniero debe rechazar los trabajos que tengan como fin atentar contra el interés general, de esta manera evitara situaciones que involucren peligro o constituyan una amenaza contra el medio ambiente, la vida, la salud y demás derechos del ser humano.
  • Es un deber ineludible del ingeniero sostener el prestigio de la profesión y velar por su cabal ejercicio; así mismo, mantener una actitud profesional amentada en la capacidad, la honradez, la fortaleza, la templanza, la modestia, la franqueza y la justicia, con la conciencia de subordinar el bienestar individual al bienestar social.
  • El Ingeniero debe procurar el perfeccionamiento constante de sus conocimientos, en particular de su profesión, divulgar su saber, compartir su experiencia, proveer oportunidades para la formación y capacitación de los trabajadores brindar reconocimiento, apoyo moral y material a la educación educativa donde realizo sus estudios de esta manera revertirá a la sociedad las oportunidades que ha recibido.
  • Es responsabilidad del Ingeniero que su trabajo se realice con eficiencia y apego a las disposiciones legales. En particular velara por el cumplimiento de las normas de protección a los trabajadores, establecidas en la legislación laboral mexicana.
  • En el ejercido de su profesión, el Ingeniero debe cumplir con diligencia los compromisos que haya asumido y desempeñara con dedicación y lealtad los trabajos que se le asignen, evitando anteponer sus intereses personales en la atención de los asuntos que se le encomienden, o coludirse para ejercer competencia desleal en perjuicio de quien reciba sus servicios.
  • Observara una conducta decorosa, tratando con respeto, diligencia, imparcialidad y rectitud, a las personas con las que tenga relación, particularmente a sus colaboradores, absteniéndose de incurrir en desviaciones o abuso de autoridad y de disponer o autorizar a un subordinado conductas ilícitas, así como de favorecer indebidamente a terceros.
  • Debe salvaguardar los intereses de la institución o personas para las que trabaje y hacer buen uso de los recursos que se le hayan asignado para el desempeño de sus labores.
  • Cumplirá con eficiencia que en ejercicio de sus atribuciones le dicten sus superiores jerárquicos, respetará y hará respetar su posición y trabajo; si discrepara de sus superiores tendrá la obligación de manifestar ante ellos las razones de su discrepancia.
  • El Ingeniero tendrá como norma crear y promover la tecnología nacional, pondrá especial cuidado en vigilar que la transformación tecnológica se adapte a nuestras condiciones conforme el marco legal establecido. Se obligara a guardar secreto profesional de los datos confidenciales que conozca en ejercido de su profesión salvo que sean requeridos por autoridades competentes.


Las series de normas ISO relacionadas con la calidad constituyen lo que se denomina familia de normas, las que abarcan distintos aspectos relacionados con la calidad:
  • ISO 9000: Sistemas de Gestión de Calidad 
Fundamentos, vocabulario, requisitos, elementos del sistema de calidad, calidad en diseño, fabricación, inspección, instalación, venta, servicio post venta, directrices para la mejora del desempeño.
  • ISO 10000: Guías para implementar Sistemas de Gestión de Calidad/ Reportes Técnicos
Guía para planes de calidad, para la gestión de proyectos, para la documentación de los SGC, para la gestión de efectos económicos de la calidad, para aplicación de técnicas estadísticas en las Normas ISO 9000. Requisitos de aseguramiento de la calidad para equipamiento de medición, aseguramiento de la medición.
  • ISO 14000: Sistemas de Gestión Ambiental de las Organizaciones. 
Principios ambientales, etiquetado ambiental, ciclo de vida del producto, programas de revisión ambiental, auditorías.
  • ISO 19011: Directrices para la Auditoría de los SGC y/o Ambiental


4.2 Normas Internacionales para Ingenieros.

"El Ingeniero tendrá como norma crear y promover la tecnología nacional, pondrá especial cuidado en vigilar que la transformación tecnológica se adapte a nuestras condiciones conforme el marco legal establecido."

La normalización nació para estandarizar productos y las diferentes pruebas que pueden aplicarse a un producto para garantizar ciertas características especificadas por el fabricante.


TIPOS DE NORMAS


  • ASME (American Society of Mechanical Engineers)

Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos. Es una asociación profesional, que además ha generado un código de diseño, construcción, inspección y pruebas para equipos. Entre otros, calderas y recipientes a presión. Este código tiene aceptación mundial y es usado en todo el mundo. Hasta el 2006, ASME tiene 120,000 miembros

  • DIN (Deutsches Institut für Normung)

('Instituto Alemán de Normalización'). El Deutsches Institut für Normung e.V. (su marca empresarial es DIN), con sede en Berlín, es el organismo nacional de normalización de Alemania. Elabora, en cooperación con el comercio, la industria, la ciencia, los consumidores e instituciones públicas, estándares técnicos (normas) para la racionalización y el aseguramiento de la calidad. El DIN representa los intereses alemanes en las organizaciones internacionales de normalización (ISO, CEI, etc.).

El DIN fue establecido el 22 de diciembre de 1917 como Normenausschuss der deutschen Industrie (NADI). El acrónimo DIN también ha sido interpretado como Deutsche Industrie Norm y Das Ist Norm.

  • ISO (International Organization for Standardization),

La Organización Internacional para la Estandarización que nace después de la Segunda Guerra Mundial (fue creada el 23 de febrero de 1947), es el organismo encargado de promover el desarrollo de normas internacionales de fabricación, comercio y comunicación para todas las ramas industriales a excepción de la eléctrica y la electrónica. Su función principal es la de buscar la estandarización de normas de productos y seguridad para las empresas u organizaciones a nivel internacional.


4.3 Registros y Normas

Podemos definir la propiedad inmaterial como un monopolio que la ley reconoce al 
autor o al inventor para que puedan explotar su obra por un número de años en el 
territorio de un estado o de varios estados a través de las posibilidades abiertas por 
los convenios internacionales.  

Existen diferentes formas de obtener un monopolio legal sobre una creación 
(patentes, diseño industrial, derechos de autor, marcas, etc.) y cada una de ellas 
requiere unas formalidades distintas.  

A cambio de ese monopolio de explotación, el titular de una patente se 
compromete a describir su invención de modo que un experto medio en la materia
puede ejecutarla. Publicando esa descripción el Estado consigue que se 
incremente el acervo tecnológico nacional. 

Una invención es patentable cuando, 
1) Es NUEVA, no forma parte del “estado de la técnica” anterior. Cualquier 
publicación, difusión, etc., previa a la solicitud destruye el requisito de 
novedad. 
2) Implica ACTIVIDAD INVENTIVA: un “experto en la materia” considera que no 
es algo obvio al compararla con lo conocido. 
3) Tiene APLICACIÓN INDUSTRIAL, lo que supone que la invención puede ser 
fabricada o utilizada en cualquier industria, entendida ésta en el sentido 
más amplio. 

No se consideran “invenciones” y por tanto no son patentables: 
  •  Los descubrimientos 
  •  Las teorías científicas y los métodos matemáticos 
  •  Las obras artísticas, científicas o literarias (protegidas por los derechos de la    propiedad intelectual) 
  • Los planes, reglas o métodos para juegos o actividades intelectuales o económico-comerciales.





5. Código de Ética


5.1 Código de Ética Profesional del Ingeniero Mexicano 

El Código de ética Profesional del ingeniero Mexicano se publicó el 1 de julio de 1983, y firmó como testigo el C. Licenciado Miguel de la Madrid Hurtado, Presidente 
Constitucional de  los Estados Unidos Mexicanos, el cual se transcribe a continuación.  

Considerando que: 
1. El Ingeniero mexicano sustenta su conducta en el respeto y amor a la patria. 

2. El Ingeniero en nuestro país ha logrado la practica de su profesión gracias a la 
oportunidad que le brinda la nación mexicana. 

3. Por su preparación tiene un mayor compromiso para coadyuvar a satisfacer las 
necesidades y elevar la calidad de vida de  los mexicanos, con la convicción y 
responsabilidad moral de sostener un desarrollo con justicia social. 

4. Es un deber propiciar el desempeño de la actividad de acuerdo con un Código de Ética que precise las obligaciones sociales, que hacen posible el respeto de cada 
profesional para con  los demás, en busca de una justa y armoniosa convivencia 
humana dentro de cada nación y entre las naciones. 

5. Los principios universales y nuestras mejores tradiciones consideran un alto deber 
la solidaridad internacional y el respeto a  los valores morales de otros pueblos, en 
particular donde el ingeniero amplié su preparación o eventualmente ejerza la 
profesión. 

6. Los diversos códigos de ética profesional de colegios y Asociaciones de ingenieros 
confluyen en una misma concepción. 

7. La Unión de ingenieros mexicanos se ha dado en torno a principios y normas de 
conducta.

La Asamblea General Ordinaria de la UMAl adopta el siguiente Código de Ética 
Profesional del Ingeniero Mexicano: 

I. El ingeniero reconoce que el mayor merito es el trabajo, por lo que ejercerá su 
profesión comprometido con el servicio a la sociedad mexicana, atendiendo al 
bienestar y progreso de la mayoría. A1 transformar la naturaleza en beneficio 
de la humanidad, el ingeniero debe acrecentar su conciencia de que el mundo 
es la morada del hombre y de que su interés por el universo es una garantía de 
la superación de su espíritu y del conocimiento de la realidad para hacerla mas 
justa y feliz. 


II. El ingeniero debe rechazar  los trabajos que tengan como fin atentar contra el 
interés general; de esta manera evitara situaciones que impliquen peligros o 
constituyan una amenaza contra el medio ambiente, la vida, la salud y demás 
derechos del ser humano.



III. Es un deber ineludible del ingeniero sostener el prestigio de la profesión y velar 
por su cabal ejercicio; asimismo, mantener una conducta profesional 
cimentada en la capacidad, la honradez, la fortaleza, la templanza, la 
magnanimidad, la modestia, la franqueza y la justicia, con la conciencia de 
subordinar el bienestar individual al bien social. 

IV. El ingeniero debe procurar el perfeccionamiento constante de sus 
conocimientos, en particular de su profesión, divulgar su saber, compartir su 
experiencia, proveer oportunidades para la formación y la capacitación de  los 
trabajadores, brindar reconocimiento, apoyo moral y material a la institución 
educativa en donde realizo sus estudios; de esta manera revertirá a la 
sociedad las oportunidades que ha recibido. 

V. Es responsabilidad del ingeniero que su trabajo se realice con eficiencia y 
apoyo a las disposiciones legales; En particular, velara por el cumplimiento de 
las normas de protección a  los trabajadores establecidas en la legislación 
laboral mexicana. 

VI. En el ejercicio de su profesión, el ingeniero debe cumplir con diligencia  los 
compromisos que haya asumido y desempeñara con dedicación y lealtad los 
trabajos que se le asignen, evitando anteponer su interés personal en la 
atención de  los asuntos que se le encomienden, o coludirse para ejercer 
competencia desleal en perjuicio de quien reciba sus servicios. 

VII. Observará una conducta decorosa, tratando con respeto, diligencia, 
imparcialidad y rectitud a las personas con las que tenga relación, 
particularmente a sus colaboradores, absteniéndose de incurrir en 
desviaciones y abusos de autoridad y de disponer o autorizar a un subordinado 
conductas ilícitas, así como de favorecer indebidamente a terceros. 

VIII. Debe salvaguardar  los intereses de la institución o persona para la que trabaje 
y hacer buen uso de  los recursos que se le hayan asignado para el 
desempeño de sus labores. 

IX. Cumplirá con eficiencia las disposiciones que en ejercicio de sus atribuciones 
le dictaminen sus superiores jerárquicos, respetara y hará respetar su posición 
y trabajo; si discrepara de sus superiores tendrá la obligaci6n de manifestar 
ante ellos las razones de st1 discrepancia. 

El ingeniero tendrá como norma crear y promover la tecnología nacional; pondrá especial cuidado en vigilar que la transferencia tecnológica se adapte a nuestras condiciones conforme al marco legal establecido. Se obliga a guardar secreto profesional de  los datos confidenciales que conozca en el ejercicio de su profesión, salvo que le Sean requeridos por autoridad competente.


5.2 Integración con el medio ambiente

Sustentado en los aportes científicos y tecnológicos generados en los siglos XVI y XVII, la primera mitad del siglo XX desarrolla progresivamente la potencialidad del hombre para interferir en los procesos vitales del planeta, mediante la adición, substracción, transformación y traslado de energías y sustancias, alterando así los ciclos naturales y superando en muchos casos la capacidad de auto depuración de los sistemas, originándose relaciones críticas entre el hombre con la naturaleza y entre los propios hombres.
La proyección mundial de los problemas ambientales se inicia en la década de los 60 cuando el poderío tecnológico ya alcanzado se sobre impone la Revolución Científico Técnica y el desarrollo sin racionalidad ambiental obliga al reconocimiento de que sus efectos y amenazas ponen en peligro no ya los valores de la naturaleza, sino la propia existencia del hombre.
Comienza entonces una etapa cualitativa mente nueva en que la carga histórica de preocupaciones aisladas y provenientes de un marco principalmente científico, se pasa a uno donde las preocupaciones ambientales que se generalizan e irrumpen en múltiples esferas de la sociedad. Surgen así instituciones y organismos nacionales e internacionales e incluso partidos políticos y se promueven reuniones para debatir la cuestión ambiental.
Los problemas ambientales que afectan al mundo contemporáneo, se originan en los sistemas de desarrollo que han asumido un grupo de países, teniendo como base patrones de producción y consumos irracionales así como la existencia de políticas de dominación y explotación colonial y neocolonial que han dado por resultado el hambre y la pobreza que hoy azotan a la mayoría de la humanidad. Los actuales patrones de producción y consumo están causando una seria degradación del medio ambiente y conjuntamente una marginación social de grandes masas, el hombre sometido a pobreza extrema se convierte en depredador del medio ambiente.


5.3 Impacto Social de la Automatización

Los efectos de los sistemas automáticos y basados en robots en los sectores industrial y de servicios son de cuatro categorías: en primer lugar, probablemente afectarán a las tasas de empleo en aquellos campos de actividad en los que las tareas se conviertan en automatizadas; en segundo lugar, los modelos laborales y las características del empleo pueden cambiar, lo que hará necesaria la adquisición de nuevos conocimientos y formación; tercero, pueden producirse cambios en la organización empresarial, conforme las empresas se vayan adaptando para aprovechar todo el potencial de los sistemas robotizados; y en cuarto lugar, la robótica pudiera tener un impacto más general en la sociedad, en términos de nuevos patrones de ocio, cambios en el hogar (como resultado de la coexistencia con robots de servicio) y una transformación del significado y valor del trabajo mismo.

La amplia utilización de robots probablemente afectará a los modelos laborales y a la organización empresarial, conforme las empresas se vayan adaptando para aprovechar todo el potencial de los sistemas robotizados.


Según las previsiones de los expertos, la robótica tendrá un impacto similar tanto en la fabricación como en los servicios, excepto en lo relativo al empleo y al desarrollo de la carrera profesional. Los expertos prevén una evolución paralela en ambos sectores en términos de otros acontecimientos, tendencias e impactos analizados en este estudio Delphi. 

Por tanto los cambios e impactos que se producen por la utilización de los robots en la industria (como han declarado los expertos en sus comentarios personales), pueden extrapolarse razonablemente al sector de los servicios, en la medida en que la robótica en los servicios se expanda en los próximos años.

Las empresas probablemente tendrán jerarquías más aplanadas con menos puestos intermedios y una amplia división entre trabajadores normales y los que están en áreas clave como gestión, investigación y desarrollo, etc.


En términos de los efectos en la organización de la empresa, los expertos prevén una reducción en el número de niveles en la jerarquía, mayor importancia de la gestión, la investigación y el desarrollo, etc. Al mismo tiempo, una estructura más aplanada dificultará a la mayoría de los trabajadores forjarse una carrera dentro de una empresa cualquiera. La demanda de trabajadores con una mayor cualificación crecerá, y en consecuencia intentarán conseguir mejores condiciones laborales. 

Simultáneamente, podría producirse una reducción considerable de puestos intermedios, y por tanto los trabajadores encontrarán difícil avanzar profesionalmente sin cambiarse a otra empresa. Este es un proceso que corre paralelo con la polarización del mercado laboral. 

En sus comentarios personales, la mayoría de los expertos mantenía que la mayor parte de los costes salariales permanecerán estables en general a los niveles actuales mientras que habrá una subida en los salarios de los altos cargos y una posible reducción en el pago a las categorías medias y bajas. Junto con estos cambios en la estructura organizativa, la salud y seguridad laboral mejorará con una disminución de accidentes laborales. 

Sin embargo, la disminución de ciertos peligros laborales por la incorporación de robots, traerá consigo nuevos peligros, relacionados principalmente con enfermedades psicológicas tales como el cansancio, mayor estrés y depresión, resultado de la presión para estar al día con los sistemas automatizados, etc.

La utilización de robots en los trabajos más peligrosos hará más seguro el lugar de trabajo, pero la mayor sensación de inseguridad puede incrementar la tasa de daños psicológicos y relacionados con el estrés.