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CETis 030 “Emiliano Zapata”

JUNIO 2020 [Company address]

MÓDULO III SUBMODULO III.III PROGRAMA Y CONECTA

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC´S)

CETIS 030 “EMILIANO ZAPATA”

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MÓDULO III SUBMODULO III.III PROGRAMA Y CONECTA CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC´S)

Índice Bloque 1 (Identifica las características de funcionamiento de un PLC)

a. Contenidos Específicos

• Investigar los diferentes tipos existentes en el mercado • A través de esquemas o diagramas señala las partes que lo conforman • Identificando las características de operación de otros equipos de control

electrónico

b. Aprendizaje Esperado

• El diagrama a bloques de las partes que conforman los PLC´s

c. Producto Esperado

• Exponer la investigación de los PLC’s existentes en el mercado como sus partes los diagramas y características.

Rúbrica de Evaluación Bloque 1

PRODUCTO ESPERADO CÓMO LO VA A ENTREGAR PORCENTAJE Definición de plc Historia y Evolución Estructura general Tipos de PLC Tipos de señales utilizadas Principio de funcionamiento Examen

Mapa mental en clase. Resumen, cuestionario, líneas de tiempo. Investigación. Exposición. Escrito

5%

10%

10%

5%

70%


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Bloque 2 (Interpreta y construye circuitos de control electrónico en los PLC´s)

a. Contenidos Específicos

• De acuerdo, a diagramas de escalera programa, simula y comprueba la función de un

sistema controlado • Conectando los componentes de entrada y salida, para el control de actuadores de un

sistema eléctrico.

b. Aprendizaje Esperado

• Las prácticas de control a través de Vir-PLC conectado

c. Producto Esperado

• Programa y simula las prácticas de control empleando software Rúbrica de Evaluación Bloque 2

PRODUCTO ESPERADO CÓMO LO VA A ENTREGAR

PORCENTAJE

Introducción al software VirPLC Entorno del software ACTIVIDADES: Funciones lógicas de compuertas AND, OR, NAND, NOR, EXOR, Y EXNOR Funciones lógicas SERIE Y PARALELO Diagramas de escalera en VirPLC Funciones lógicas

Investigaciones Apuntes en su cuaderno Prácticas y Reportes

30%

50%

Total 7 ACTIVIDADES 80 % En el Bloque 2 son 7 actividades.

Nivel de desempeño # ACTIVIDADES CALIFICACIÓN Deficiente 0 - 4 5 Regular 5 6 Medio 6 7 Bueno 7 8


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Bloque 3 (Repara fallas en los circuitos operados con PLC´s)

a. Contenidos Específicos • Funcionamiento a los componentes eléctricos y electrónicos conectados a las entradas

y salidas • Implementación o modificación del programa.

b. Aprendizaje Esperado • El reporte de errores y pruebas de funcionamiento realizadas e implementaciones al

sistema de control con PLC realizadas

c. Producto Esperado • Corrige, repara o modifica el funcionamiento del sistema de control con PLC

Rúbrica de Evaluación Bloque 3

PRODUCTO ESPERADO CÓMO LO VA A ENTREGAR PORCENTAJE Funciones lógicas Prácticas en serie y paralelo Instrucciones del vir-plc Representación de interruptor abierto y cerrado.

Reportes Prácticas

30% 50%

Total 5 ACTIVIDADES 80% En el Bloque 3 son 5 actividades.

Nivel de desempeño # ACTIVIDADES CALIFICACIÓN Deficiente 0 - 2 5 Regular 3 6 Medio 4 7 Bueno 5 8


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Bibliografía Recomendada

Controladores Lógicos Programables http://m.automatica.mex.tl/imagesnew/5/0/1/4/2/Presentaci%C3%B3n%20P.L.C..pdf

Identifica las características de funcionamiento de un PLC

Álvarez Pulido, Manuel (2004) Controladores lógicos. MARCOMBO, S.A. P.1-69 Roldán Viloria, José , (2011). Automatismos Industriales. Madrid, España. Paraninfo,SA, P. 173-269.

Interpreta y construye circuitos de control electrónico en losPLC´s

Álvarez Pulido, Manuel (2004) Controladores lógicos. MARCOMBO, S.A. P.71-310 Roldán Viloria, José , (2011). Automatismos Industriales. Madrid, España. Paraninfo,SA, P. 173-269.

Colaboradores

Nombre del Docente Correo Electrónico Grupo(s) a Evaluar Cuadernillo

- ING. Gustavo Vera Cuenca [email protected] 10406

ACTIVIDADES A DESARROLLAR POR

BLOQUES. Bloque 1 (Identifica las características de funcionamiento de un PLC)

BLOQUE 1 ACTIVIDADES A DESARROLLAR

• Definición de plc.

ü Mapa mental en clase.

• Historia y evolución

ü Resumen ü Cuestionario ü Líneas de tiempo.

• Estructura general • Tipos de plc

ü Investigación. ü Resumen en cuaderno ü Cuestionario


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• Tipos de señales utilizadas • Principio de funcionamiento

ü Exposición

ACTIVIDADES A DESARROLLAR

BLOQUE 2 Bloque 2 (Interpreta y construye circuitos de control electrónico en los PLC´s)

ACTIVIDAD 1 Representa en tu cuaderno los siguientes diagramas de escalera de las funciones lógicas AND, OR, NAND, NOR, EXOR Y EXNOR, señala sus tablas de verdad con 0 y 1 y también con OFF y ON.


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ACTIVIDAD 2

Estudia y analiza la siguiente información y transcribela en tu cuaderno para en un futuro realizar las prácticas correspondientes.


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ACTIVIDAD 3

Realiza en tu cuaderno los ejercicios 1 y 2 de los diagrama de escalera y obten las ecuaciones correspondientes y resuelvelos con las operaciones de funciones logicas de las compuertas AND y OR, contesta la tabla de abajo y marca con color amarillo cuando YX9 este encendido.


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ACTIVIDAD 4

Realiza en tu cuaderno los ejercicios 1 y 2 de los diagrama de escalera y obten las ecuaciones correspondientes y resuelvelos con las operaciones de funciones logicas de las compuertas AND y OR, contesta la tabla de abajo y marca con color amarillo cuando YX9 este encendido.


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ACTIVIDAD 5 1.- Transcribe, estudia y analiza la siguiente información. 2.- Descarga y estudia el manual del programa VirPLC el link esta al final del texto. VirPLC: una metodología para el desarrollo de capacidades, habilidades y autoestima mediante la estimulación de la lógica con una herramienta sencilla, funcional y dinámica. La proliferación de entornos de programación como Logo, Minecraft, Code o Scratch es consecuencia de la efectividad de un lenguaje gráfico para la introducción del alumnado en la programación, pero algunos de los sistemas más novedosos, como App Inventor, resultan lentos en la interacción fundamental: “haz” / “prueba”. Propongo una alternativa enfocada a alumnado


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a partir de los 15 años. Se llama VirPLC y se orienta a algo tan funcional como el control de sistemas mediante dos pantallas: una de software, para programar, y una de hardware animado, para simular. VirPLC no pretende convertir al usuario en experto en automatización, sino facilitar un primer contacto entre el alumno y la lógica, mediante propuestas de problemas en sistemas de control prácticos, cercanos y reales como: mando de grúa, concurso de TV, alarma, puerta de supermercado, puerta de garaje, semáforo, ascensor... El/la alumno/a plantea tanto la operatividad lógica, como los requisitos de hardware (entradas y salidas). El software se trabaja de forma evolutiva y reiterada “haz” / “prueba” y consolídalo para mejorarlo. Además, permite la depuración de cada proyecto o “reto” en distintos niveles de perfeccionamiento, solidez, funcionalidad, seguridad y versatilidad. VirPLC es una alternativa que motiva al alumnado inquieto y luchador, para aplicar, tras unas nociones de Álgebra de Boole y antes de a la programación escrita, con objetos, eventos y clases. Palabras Clave Innovación; metodología; lógica; funcionalidad; programación; gráfica; PLC. El propósito de este artículo es doble: primero, ofrecer al lector una herramienta eficaz; y segundo, ofrecerle también los resultados de su aplicación durante estos doce años de experiencia. VirPLC es un software libre de simulación de PLC (Programmable Logic Controller), con el que se puede diseñar y comprobar el funcionamiento de cualquier sistema de control. Trabaja bajo Windows (desde XP hasta W10). Su posibilidad de simulación inmediata permite no solo trabajar en el aula sin limitación de entrenadores, sino también practicar en casa para preparar, ampliar o reforzar alguna de las propuestas, proyectos o retos. Podemos observar las dos ventanas de trabajo: en la primera imagen está el entorno de programación y en la segunda está el de simulación.


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Objetivos fundamentales de VirPLC. En el año 2005, los Ministros de Educación de la OCDE decían que: “…El desarrollo sostenible y la cohesión social dependen de forma crítica de las competencias de toda nuestra población…” Sin embargo, para determinar cuáles son las competencias a desarrollar, hay que tener presente que la adquisición efectiva de conocimientos y destrezas a través de la enseñanza formal se convierte en una competencia cuando se transfiere a la vida cotidiana. VirPLC es una herramienta para la introducción a la programación de sistemas. No está únicamente enfocada a los estudiantes más avanzados, sino muy especialmente a aquellos que potencialmente podrían serlo, pero que, por sus vicisitudes personales o por las exigencias específicas del sistema educativo actual, nunca lo han sido. VirPLC es un simulador de PLC mediante un sistema de programación simbólico de diagrama de contactos, dispuestos en forma de escalera (ladder) en que se puede operar con diversos niveles de dificultad. Sin embargo, su propósito no es el de convertir a los alumnos/as en expertos en automatización sino, más bien, facilitar un primer contacto entre el alumno y la lógica, en este caso aplicada a la tecnología, a fin de hacerles conscientes de sus posibilidades lógico-deductivas. En general VirPLC pretende contribuir a desarrollar las competencias básicas del ámbito científico-técnico a aumentar los valores de autoestima personal del alumno mediante la valoración de capacidades a menudo olvidadas y muy poco estimuladas: la lógica y el sentido común. Y estos dos enormes retos se trabajan a partir de los siguientes objetivos generales:

• Contribuir al desarrollo del pensamiento lógico-deductivo-racional, que a menudo permanece aletargado y a punto de oxidarse en una parte muy profunda de cerebro, y que adquiere potencial para despuntar de forma abrupta a partir de los 15 años.

• Considerando que VirPLC requiere unos requisitos conceptuales previos prácticamente nulos, mejorar el sentimiento de autoestima a quien no ha podido nunca demostrar, ni demostrarse, su propia valía respecto a unas capacidades personales que nunca le han sido ponderadas ni reconocidas, para así motivar y reincorporar al sistema educativo a todo aquel alumnado que, desmotivado con la oferta educativa anterior, había abandonado todo interés.

• Hacer disfrutar al alumno en clase, mediante un aprendizaje totalmente funcional, basado en la operatividad de sistemas de control simples, que él mismo utiliza en la vida cotidiana supermercado, puerta de garaje...), con una tecnología atractiva, muy actual y de enorme implantación en la industria.


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Contribuir a la orientación profesional del alumno (objetivo particularmente importante si situamos esta metodología en los últimos cursos de la etapa de enseñanza obligatoria). Además, aunque ninguno de los objetivos generales de este recurso pretende convertir a los alumnos/as en expertos en automatización, indirectamente VirPLC permite también abarcar una multitud de objetivos secundarios y mucho más específicos de la tecnología como son: Sentirse capaz de diseñar pequeños programas de automatización de sistemas elementales; Facilitar un primer contacto entre el alumno y las tecnologías de control, haciéndoles conscientes de sus enormes posibilidades y gran campo de aplicación; Adquirir la capacidad para detectar disfunciones y posibles mejoras en la secuencia operativa en un sistema; Capacitarlos para superar grandes problemas con pequeñas ideas, utilizando la lógica y el sentido común. Actitud crítica en la valoración las ventajas e inconvenientes de soluciones diversas en un mismo problema técnico o reto; Adquirir la autocrítica necesaria para valorar el resultado obtenido puede ser mejorado; Hábito de planificar ordenadamente la ejecución de las partes de un proyecto.

• (ascensor, puerta de Las características de VirPLC son las siguientes: Motivador: Al requerir un nivel de conocimientos iniciales igual a cero, permite a aquel alumno/a que por diversas circunstancias se ha “descolgado” de la escolarización y que ha “perdido el tren”, que pronto se dé cuenta de que en este entorno puede destacar respecto de ese otro compañero/a que siempre ha sido buen/a estudiante y que siempre ha sacado las mejores notas. Este hecho le otorga un carácter fuertemente motivador ya que, en muchos casos, permite al alumno/a recuperar la confianza en sí mismo/a. Funcional, significativo y cotidiano: el control de sistemas reales comúnmente utilizados por el alumno, desde los más sencillos a los más complejos, a partir de un sistema de programación gráfico y no secuencial. Interactivo: posee un dinamismo inmediato en el continuo haz / prueba. Adictivo: a medida que vamos evolucionando en las diversas sesiones, el alumno ve más claras sus posibilidades y, en general, adopta un interés creciente ante cada reto que el profesor propone. Formativo: es especialmente interesante para aquellos alumnos que podrían orientar su futuro hacia las ciencias o las ingenierías, ya sea porque tengan intención de cursar Bachillerato Científico-técnico o prevean acceder a un Ciclo Formativo de carácter tecnológico o simplemente tengan vocación de trabajar en un entorno donde unos conocimientos básicos de programación le puedan ser útiles. Analizar los diversos dispositivos de entrada y salidas del mercado (interruptores, pulsadores NO / NT, finales de carrera NT, detectores, sirenas, puntos de luz, motores con dos sentidos de giro...). En el manual del alumno (http://www.xtec.cat/~aferrer8/MANUAL.pdf) se remarca que, para introducir cada reto, primero hay que crear la necesidad provocada a partir de un problema práctico de automatización y posteriormente hay que buscar la solución que resuelve esta


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necesidad con un grado de posibilidades variables. Así, la metodología de aplicación en el aula puede ser muy diversa en función de las características del alumnado. El profesor propone un reto concreto, útil y cotidiano, que representa el control de un sistema. Este sistema empieza siendo muy cercano y en cada sesión aumenta de complejidad (por ejemplo: una alarma, un semáforo, una puerta de supermercado, un ascensor, una puerta de garaje comunitario). Individualmente en función de la conveniencia y de las posibilidades del aula, el alumno/a comienza a elaborar el programa insertando las instrucciones muy paulatinamente, mediante secuencias continuas y reiteradas “haz / prueba”, para controlar el sistema o reto. A medida que se avanza, el profesor puede mostrar situaciones de conflicto que requieran mayor depuración del programa y, además, tanto el alumno como el profesor pueden aportar ideas de mejora por el sistema a controlar. Evidentemente los primeros retos deben ser muy cerrados, muy simples y con un requerimiento mínimo de instrucciones de software: LOAD, LOAD NOT, OUT y OUT NOT. Posteriormente empezamos a dotar al PLC de memoria con las instrucciones SET y RSET, que se irán describiendo a medida que sean necesarias. Finalmente, con los TIMERS y los CONTADORES, dotamos al autómata de máximas prestaciones y nos enfrentamos a sistemas de control completos, complejos y poderosos. Por ejemplo, en una sesión avanzada de VirPLC, imaginemos que se haya propuesto realizar el control de una puerta de garaje. Manual del programa Vir PLC http://www.xtec.cat/~aferrer8/MANUAL.pdf


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ACTIVIDAD 6

En esta actividad van a realizar sus actividades en el programa VirPLC. Y son las mismas que realizaron en su cuaderno con anterioridad. 1.-Como pueden recordar en la actividad 1 representaron en diagramas de escalera las funciones lógicas de las compuertas AND, OR, NAND, NOR, EXOR Y EXNOR. Ahora van hacer lo mismo, pero en el programa VirPLC. 2.- En la actividad 2 Solo tienen que realizar los diagramas de escalera en el programa VirPLC de las:

2.1.- Salidas (normal y negada), 2.2.- Acciones directas (caso 1 y 2). 2.3.- Acciones inversas (caso 1 y 2). 2.4.- La de enclavamiento o retención 2.5.- Conexión serie (los 4 casos) 2.6.- Conexión paralelo (los 4 casos)

3.- En la actividad 3 los ejercicios 1 y 2 en el programa VirPLC. 4.- En la actividad 4 los ejercicios 1 y 2 en el programa VirPLC. Todas las actividades se van a realizar en el programa y a su vez van a verificar si están correctos los que realizaron en su cuaderno. PASOS PARA INSTALAR EL PROGRAMA El programa es fácil de instalar solo descargan el archivo. 1.- Lo colocan en el escritorio 2.- Dar clic derecho en el programa y ejecutar como administrador 3.-Dar un clic en el campo donde dice si, elegir el idioma español y aceptar 4.- Marcar en Acepto acuerdo y dar siguiente, después siguiente, después siguiente. 5.- Marcar el cuadro donde dice crear icono en el escritorio y dar siguiente y después instalar 6.-Desmarcar el cuadro donde dice ejecutar VirPLC y finalizar. 7.- Para abrir el programa en el escritorio dar doble clic al icono verde donde dice VirPLC y Listo!!!!!! Este e link para descargar e programa de VirPLC https://es.freedownloadmanager.org/Windows-PC/VirPLC.html


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ACTIVIDAD 7

De la siguiente función lógica Y = [(𝑋1 ∗ 𝑋2) + 𝑋3] ∗ 𝑋4, realiza el diagrama de escalera en el programa VirPLC y con el simulador a completa la siguiente tabla de verdad. Recuerda que tienes que colocar la imagen del diagrama de escalera y las 16 imágenes de las líneas del simulador debajo del diagrama.

LINEAS ENTRADAS SALIDA # X1 X2 X3 X4 Y 1 0 0 0 0 2 0 0 0 1 3 0 0 1 0 4 0 0 1 1 5 0 1 0 0 6 0 1 0 1 7 0 1 1 0 8 0 1 1 1 9 1 0 0 0

10 1 0 0 1 11 1 0 1 0 12 1 0 1 1 13 1 1 0 0 14 1 1 0 1 15 1 1 1 0 16 1 1 1 1


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ACTIVIDADES A DESARROLLAR BLOQUE 3

Bloque 3 (Repara fallas en los circuitos operados con PLC´s)

ACTIVIDAD 1

Ejercicio 1 De la siguiente función lógica Y = (𝑋1 + 𝑋3) ∗ 𝑋2 + 𝑋4, realiza el diagrama de escalera en el programa VirPLC y con el simulador a completa la siguiente tabla de verdad. Recuerda que tienes que colocar la imagen del diagrama de escalera y las 16 imágenes enumeradas de las líneas del simulador debajo del diagrama.

LINEAS ENTRADAS SALIDA # X1 X2 X3 X4 Y 1 0 0 0 0 2 0 0 0 1 3 0 0 1 0 4 0 0 1 1 5 0 1 0 0 6 0 1 0 1 7 0 1 1 0 8 0 1 1 1 9 1 0 0 0

10 1 0 0 1 11 1 0 1 0 12 1 0 1 1 13 1 1 0 0 14 1 1 0 1 15 1 1 1 0 16 1 1 1 1


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ACTIVIDAD 2

De la siguiente función lógica FOCO = +,[𝐴 ∗ 𝐵 + (𝐴 + 𝐵) ∗ 𝐸] ∗ 𝐶3 + 𝐹5 ∗ 𝐷 Realiza el diagrama de escalera en el programa VirPLC y con el simulador a completa la siguiente tabla de verdad. Recuerda que tienes que colocar la imagen del diagrama de escalera y las 16 imágenes enumeradas de las líneas del simulador debajo del diagrama.

LINEAS ENTRADAS SALIDA # A B C D E F FOCO 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 1 3 0 0 0 0 1 0 4 0 0 0 0 1 1 5 0 0 0 1 0 0 6 0 0 0 1 0 1 7 0 0 0 1 1 0 8 0 0 0 1 1 1 9 0 0 1 0 0 0

10 1 1 0 0 0 1 11 1 1 1 0 1 0 12 1 1 1 0 1 1 13 1 1 1 1 0 0 14 1 1 1 1 0 1 15 1 1 1 1 1 0 16 1 1 1 1 1 1


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ACTIVIDAD 3 (PUERTO PARALELO)

INSTRUCCIONES 1.- PONER A0 ………. A8 COMO DIRECCIONES DE ENTRADA. 2.- PONER B0 ...……. B7 COMO DIRECCIONES DE SALIDA. CON LAS DOS INSTRUCCIONES ANTERIORES TIENEN QUE HACER UN DIAGRAMA EN DONDE LOS CONTACTOS DE A0 a A7 PRENDAN INDIVIDUALMENTE CADA UNA DE SU SALIDA (B0 ...……. B7). Y ASU VEZ CON EL CONTACTO A8 PRENDAN TODAS LAS SALIDAS AL MISMO TIEMPO (B0 ...……. B7). RECUERDEN

0 = OFF 1 = ON RECUERDEN TIENEN QUE UTILIZAR ESTE ARCHIVO PARA ENTREGAR SU ACTIVIDAD. Y SU PROGRAMA DONDE REALICEN EL DIAGRAMA DEBE DE ESTAS GUARDADO CON SU NOMBRE COMPLETO

NO TA: SI SU DIAGRAMA NO ESTA GUARDADO CON SU NOMBRE NO LO VOY A RECIBIR

NOMBRE COMPLETO


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ACTIVIDAD 4

FUNCIONES – INSTRUCCIONES con VirPLC

Realiza la siguiente actividad. 1.- haz los diagramas en el programa VirPLC como están representados en las imágenes. 2.- Representa los diagramas en el simulador y pega las capturas de cada uno de ellos en donde corresponde. 3.- En el recuadro que se encuentra debajo de las imágenes, describe el funcionamiento de las entradas y salidas, especificando su nombre. Así como se muestra en el ejemplo.

DIAGRAMA

SIMULADOR

1 En este diagrama se representa un contacto abierto como entrada y como salida un foco, en el cual al poner un 0 lógico en el contacto el foco se encuentra pagado y al colocar un 1 lógico el foco se prende.


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ACTIVIDAD 5

Realiza los siguientes diagramas en el programa VirPLC y en el simulador con las siguientes características: Ejercicio 1: Interruptor abierto = foco apagado y campana prendida. Interruptor cerrado = al revés. Interruptor = Contacto Ejercicio 2: Al pulsar “ON” con un pulsador (normalmente abierto) se activará un foco y permanecerá anclado hasta que al pulsar “OFF” con un pulsador (normalmente cerrado) se apagará el foco. Como ustedes pueden ver en el simulador se encuentran varios iconos o herramientas que pueden utilizar para realizar sus ejercicios. NOTA: Para esta actividad en ambos ejercicios: Deben de entregar las imágenes de ambos diagramas y las imágenes del simulador que demuestren las funciones antes mencionadas en cada uno de los casos. Agregar una breve descripción del funcionamiento de cada uno de los ejercicios al final de cada uno de ellos. Los ejercicios van por separado.


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Ejercicio 3: ¿De las herramientas o iconos del simulador que se encuentran en la parte del lado izquierdo necesito que me expliquen cuales son entradas, salidas y por qué?

4 programa y conecta controladores lÓgicos ...cetis 030 “emiliano zapata” 3 mÓdulo iii...

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