L1 5 Herramientas software en ingeniería

Herramientas Software en Ingeniería: Resumen Detallado

Key Concepts:

• CAD (Computer-Aided Design)
• CAM (Computer-Aided Manufacturing)
• CIM (Computer-Integrated Manufacturing)
• Informática Industrial/Electrónica Industrial
• Autocad
• Logic Works
• Spice
• Orcad
• SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)
• Matlab
• Simulink
• Toolboxes

1. Aplicaciones Generales y Específicas del Software en Ingeniería

• Aplicaciones Generales: Se mencionan las herramientas de ofimática (procesadores de texto, presentaciones, agendas) como aplicaciones comunes a otros campos, pero también utilizadas por ingenieros.
• Aplicaciones Específicas: Se destaca el uso del computador como herramienta para facilitar diseños (productos comerciales, trazado de planos) y la fabricación de productos y sistemas.

2. Diseño Asistido por Computador (CAD)

• Definición: Herramientas para facilitar el diseño de sistemas.
• Ejemplos:
  • Diseño de la carrocería de un coche y simulación de su aerodinámica.
  • Diseño de circuitos integrados (VLSI), que pueden contener más de 1000 millones de transistores.
  • Diseño de ropa y trazado de prendas de vestir.

3. Fabricación Asistida por Computador (CAM)

• Definición: Herramientas para la fabricación de sistemas.
• Ejemplos:
  • Corte de tejidos con láser controlado por programas CAM para la confección de prendas de vestir.
  • Uso de brazos robotizados controlados por programas CAM para la realización de piezas mecánicas.
  • Líneas de producción automatizadas en la industria del automóvil.
  • Impresoras 3D: Periféricos de salida que crean objetos físicos tridimensionales a partir de diseños CAD. Utilizan la deposición de capas de materiales como cerámica, plásticos (ABS), polímeros e incluso metales. Se usan para prototipos y piezas a tamaño real (ej: vértebras para implantes).

4. Informática/Electrónica Industrial

• Definición: Conjunto de aplicaciones en ingeniería que incluyen:
  • Sistemas de instrumentación electrónica y electromedicina (ej: tomografía axial computerizada).
  • Robótica.
  • Máquinas y herramientas con control numérico (CNC): Máquinas que realizan piezas mecánicas bajo el control de un programa (taladrado, roscado, mandrinado, fresado).
  • Control de procesos en plantas industriales.
  • Sistemas de control computerizado en vehículos.
  • Aplicaciones militares.
  • Control de tráfico, iluminación, producción industrial, redes de distribución de agua.

5. Herramientas de Software Específicas

• Autocad: Programa CAD para dibujar en 2D y 3D, desarrollado por Autodesk. Ampliamente utilizado en ingeniería industrial, arquitectura e ingeniería civil. Permite diseñar planos de edificios, carreteras, etc. Dispone de una biblioteca de componentes.
• Logic Works: Herramienta para hacer esquemas de circuitos y simular su comportamiento lógico y temporal. Utilizado en la enseñanza de titulaciones TIC.
• Spice: (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis): Desarrollado en la Universidad de California, Berkeley (1975). Programa para simular circuitos electrónicos con componentes como resistencias, transistores, condensadores, amplificadores operacionales. Permite simulación temporal, en frecuencia y con fuente continua.
• Orcad: Programa propiedad de Cadence, utilizado para el diseño de circuitos impresos (PCB) y la simulación de esquemáticos. Permite obtener directamente el layout de la tarjeta de circuito impreso. Incluye bibliotecas de componentes (circuitos integrados, transistores, etc.).
• SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition): Sistema para monitorizar y controlar variables de proceso a distancia en plantas industriales. Permite la comunicación con dispositivos de campo (controladores autónomos, PLCs, RTUs) y el control automático del proceso.
  • Aplicación: Control del sistema de distribución de agua potable en la ciudad de Granada (ejemplo detallado). Se monitorizan niveles de agua, caudales, pH, cloro, turbidez en depósitos y canalizaciones. Se pueden abrir y cerrar electroválvulas remotamente.
  • Módulos básicos: Configuración, gráfico del operador, proceso, gestión de archivos, comunicaciones.
  • Funciones: Control del estado actual del proceso, toma de decisiones y actuación remota, detección de desviaciones, acumulación de datos históricos, visualización esquemática del sistema.
  • Aplicaciones: Monitorización de procesos químicos, físicos o de transportes, control de generación y distribución de energía eléctrica, gas o en oleoductos, control de acceso a usuarios, mantenimiento, control de producción, planificación de recursos y control de calidad.
• Matlab: Programa para simulaciones científico-técnicas. Dispone de un lenguaje propio de alto nivel, funciones de cálculo numérico (basadas en matrices), representación gráfica de datos y funciones, e implementación de algoritmos.
  • Módulos adicionales: Simulink (simulación multidominio) y GUIDE (editor de interfaz de usuario).
  • Toolboxes: Cajas de herramientas especializadas en distintos campos.
  • Ámbitos de aplicación: Cálculo técnico, análisis, visualización y desarrollo de algoritmos, sistemas embebidos, sistemas de control, procesamiento de señales digitales, sistemas de comunicaciones, procesamiento de imágenes y vídeos, diseño de FPGAs, mecatrónica, prueba y medición, biología computacional y economía computacional.

6. Conclusión

La lección ofrece una visión general del software de aplicaciones en ingeniería, abarcando desde herramientas de ofimática hasta programas especializados como Autocad, Logic Works, Spice, Orcad, SCADA y Matlab. Se destaca la importancia de CAD/CAM en el diseño y fabricación, así como el papel de la informática industrial en el control y monitorización de procesos. Se enfatiza la utilidad de cada herramienta en diferentes ámbitos de la ingeniería, proporcionando ejemplos concretos y aplicaciones prácticas.