Sistema de entrenamiento modular didáctico para la introducción a la automatización y control con énfasis en la industria 4.0

dc.contributor.advisorGiraldo Ramos, Frank Nixon
dc.contributor.authorLeguizamon Martínez, Jean Carlo
dc.contributor.authorSopó Bobadilla, Nicolas
dc.contributor.orcidGiraldo Ramos Frank Nixon [0000-0001-8407-1831]
dc.date.accessioned2025-11-05T18:41:13Z
dc.date.available2025-11-05T18:41:13Z
dc.date.created2025-10-06
dc.descriptionEn el contexto colombiano la automatización es un elemento que desde hace un tiempo ha venido transformado la industria, los nuevos enfoques y tecnologías permiten al sector empresarial implementar soluciones que cubran la demanda producida por un país que está en camino al desarrollo. Las universidades tienen como deber orientar y anticipar sus programas en pro de brindar soluciones a los retos a los que se enfrenta la industria colombiana apropiándose de tecnologías emergentes, es por ello, que los contenidos académicos deben están enriquecidos con equipos que acerquen al estudiante y al docente a formar habilidades teóricas y prácticas. SEDAI es un proyecto realizado con el fin de cerrar brechas de habilidades prácticas en automatización industrial presente en la educación técnica actual. Realizar una unión entre la parte teórica y práctica resulta fundamental en la formación académica del estudiante y en la profundización del docente hacia nuevo conocimiento y formas de aprendizaje. La industria moderna, impulsada por la demanda y la Industria 4.0, requiere profesionales capaces de manejar y optimizar sistemas automatizados mediante la programación y la integración tecnológica. Sin embargo, muchas instituciones educativas no han adaptado sus currículos para incluir prácticas sólidas en automatización, programación y tecnologías emergentes, lo que genera una brecha entre las habilidades con las que egresan los estudiantes y las que demanda el sector industrial. La enseñanza, especialmente en ingeniería, necesita experiencias didácticas que vinculen la teoría con la práctica, fomentando habilidades críticas como el razonamiento lógico y el método científico. No obstante, la falta de herramientas, simulaciones y equipos especializados limita el desarrollo de competencias en automatización. Con el fin de brindar una solución integral, se desarrolla un prototipo de planta de control de nivel y temperatura, incorporando un módulo que actúa como middleware entre la planta y los datos enviados al sistema SCADA implementado en Node-RED. El proyecto abarca desde el diseño hasta la construcción completa, incluyendo sensores, actuadores y demás componentes que conformarán el sistema de entrenamiento. El objetivo principal del montaje es facilitar que estudiantes y docentes identifiquen de manera clara las partes del sistema, optimizando así el desarrollo de las prácticas para las cuales la planta ha sido diseñada. SEDAI contara con unas guías enfocadas a la pedagogía, sirviendo como material de apoyo para la correcta manipulación y cuidado del sistema. Finalmente se obtiene un prototipo funcional en el cual se pueden aplicar diferentes tipos de control a las variables de temperatura y nivel, logrando la comunicación a tiempo real mediante el protocolo de comunicación MQTT y Modbus lo que permite supervisar todo el estado del sistema durante su operación. Con las guías y talleres se explica los procesos completos y el accionamiento de cada componente, explicando practicas aumentando el nivel de grado de complejidad en cada actividad. Entre los entregables se encuentran códigos del PLC y del ESP32 empleados en las guías que funcionaran como base para los ejercicios que se propone profundizar. El proyecto SEDAI ofrece una solución práctica para reducir la brecha de habilidades en automatización industrial en Colombia, mediante un prototipo funcional de planta de control con tecnologías de Industria 4.0
dc.description.abstractIn the Colombian context, automation is an element that has been coming for some time. transformed the industry, new approaches and technologies allow the business sector implement solutions that cover the demand produced by a country that is on the path to development. Universities have the duty to guide and anticipate their programs in favor of provide solutions to the challenges faced by the Colombian industry by appropriating emerging technologies, which is why academic content must be enriched with teams that bring the student and the teacher closer to forming theoretical and practical skills. SEDAI is a project carried out in order to close gaps in practical skills in automation industrial present in current technical education. Make a connection between the theoretical part and Practice is fundamental in the academic training of the student and in the deepening of the teacher towards new knowledge and ways of learning. Modern industry, driven by demand and Industry 4.0, requires capable professionals, to manage and optimize automated systems through programming and integration technological. However, many educational institutions have not adapted their curricula to include strong practices in automation, programming, and emerging technologies, resulting in a gap between the skills with which students graduate and those demanded by the sector industrial. Teaching, especially in engineering, needs didactic experiences that link theory with practice, fostering critical skills such as logical reasoning and the scientific method. However, the lack of specialized tools, simulations and equipment limits the development of automation skills. In order to provide a comprehensive solution, a prototype level control plant is developed. and temperature, incorporating a module that acts as middleware between the plant and the data sent to the SCADA system implemented in Node-RED. The project ranges from design to the complete construction, including sensors, actuators and other components that will make up the training system. The main objective of the assembly is to facilitate students and teachers clearly identify the parts of the system, thus optimizing the development of the practices for which the plant has been designed. SEDAI will have guides focused on pedagogy, serving as support material for the correct manipulation and care of the system. Finally, a functional prototype is obtained in which different types of control can be applied. to the temperature and level variables, achieving real-time communication through the MQTT and Modbus communication protocol which allows you to monitor the entire system status during its operation. With the guides and workshops the complete processes and operation are explained of each component, explaining practices increasing the level of degree of complexity in each activity. Among the deliverables are PLC and ESP32 codes used in the guides that will function as a basis for the exercises that are proposed to be deepened. The SEDAI project offers a practical solution to reduce the industrial automation skills gap in Colombia, through a functional prototype of a control plant with Industry 4.0 technologies
dc.description.sponsorshipImporteQ SAS
dc.format.mimetypepdf
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11349/99708
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Distrital Francisco José de Caldas
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dc.rights.accesoAbierto (Texto Completo)
dc.rights.accessrightsOpenAccess
dc.subjectControl
dc.subjectIndustria 4.0
dc.subjectSistema
dc.subjectPLC
dc.subjectProtocolo
dc.subjectProgramación
dc.subject.keywordControl
dc.subject.keywordIndustry 4.0
dc.subject.keywordSystem
dc.subject.keywordPLC
dc.subject.keywordProtocol
dc.subject.keywordProgramming
dc.subject.lembIngeniería en Control y Automatización -- Tesis y disertaciones academicas
dc.titleSistema de entrenamiento modular didáctico para la introducción a la automatización y control con énfasis en la industria 4.0
dc.title.titleenglishDidactic modular training system for introduction to automation and control with emphasis on industry 4.0
dc.typebachelorThesis
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.degreePasantía
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis

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