CAPÍTULO I I MARCO TEÓRICO
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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO
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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO
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CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
Con este capítulo se describen estudios realizados que anteceden el
presente trabajo de investigación y sirven de soporte metodológico como
conceptual, basándose en el objetivo general y los específicos, así como
también en las variables objeto de estudio. Por otra parte, se detalla la
justificación de la investigación y las fases metodológicas desarrolladas.
1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
Luego de revisar una serie de investigaciones relacionadas con la variable
de estudio, a continuación se presentan trabajos realizados recientemente
que sirven de referencia para la elaboración del actual estudio .
A continuación se encuentra el trabajo especial de grado realizado por
Hernández, Hinestroza y León (2009). Los mismos presentaron una
investigación titulada “Sistema de monitoreo de fallas de motores trifásicos”.
El propósito principal de estos investigadores fue desarrollar un sistema de
monitoreo de fallas de un motor trifásico, con la idea que cualquier industria
que trabaje con estos motores puedan conocer el comportamiento del motor.
La teorización de la variable se basa en las contribuciones hechas por
Barroso (1999) el cual define a un sistema de monitoreo como aquel que
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consta de la aplicación de un software diseñado para funcionar sobre
ordenadores de control de producción, proporcionando comunicación con los
dispositivos de campo y observando las variables del proceso en forma
instantánea desde la pantalla del computador.
El trabajo de investigación se clasificó según su propósito, de tipo aplicada
y según su método como descriptiva. La metodología aplicada fue la de
Angulo (1986) estructurada por fases de la siguiente manera: Fase 1:
definición de las especificaciones; Fase 2: esquema general de hardware;
Fase 3: ordinograma general; Fase 4: adaptación entre un hardware y el
software; Fase 5: ordinograma modular y codificación del programa; Fase 6:
implementación del hardware; Fase 7: Depuración del software; Fase 8:
integración de hardware y del software; Fase 9: construcción del prototipo y
prueba fina l.
Obteniendo como resultado de la investigación el correcto funcionamiento
del sistema, concluyendo así el desarrollo del monitoreo de las fallas para
aplicarse a los motores trifásicos o inducidos. El aporte realizado por esta
investigación es la forma en que fue ejecutado el sistema de monitoreo, ya
que servirá en cierto modo como base para la realización del sistema de
monitoreo, qué es visualizado a través de una interfaz hombre maquina, por
lo tanto éstos también se utilizarán en el presente proyecto, representando
un aporte teórico, además de la metodología utilizada.
Otro estudio es el realizado por Bravo, Ferrer, Rincón (2009) se tituló
“Sistema de control y monitoreo para la automatización del proceso de
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tratamiento del agua en la empresa Coca-Cola, Femsa de Venezuela, S.A”.
Tuvo como fin integrar la tecnología actual en la planta y lograr un
mejoramiento en la producción. La investigación está sustentada en los
fundamentos teóricos de Creas (2003), Pressmar (2003). El tipo de
investigación se caracteriza proyectiva, descriptiva, aplicada y de campo. Las
variables desarrollan las teorías que sustentan el estudio, vinculados con las
variables del sistema de control y monitoreo; y tratamiento de agua.
La metodología se estableció del autor Angulo (1986) utilizando estas
fases: definiciones de las especificaciones, esquema general del hardware,
ordinograma y codificaciones de programa, integraciones del hardware con el
software con construcción de prototipos y pruebas finales. Por último
enfocadas en analizar las situaciones del objetivo. Los resultados obtenidos
fue que en la empresa existe una sobrecarga de procesos manuales, la cual
genera grandes pérdidas de producción, daños eléctricos, físicos.
En conclusión se determinó que el sistema actual de tratamiento de aguas
posee un proceso efectivo para la producción, sin embargo ese porcentaje
igual ocasiona retardos, debido al uso inadecuado de los instrumentos,
encendidos no controlados de ciertas bombas no hay provecho de los
equipos presentes en las plantas.
El aporte del antecedente escogido con respecto al proyecto en estudio
está relacionado con el sistema de control y monitoreo, ya que se aplicará en
trabajo de grado, por cuanto representa una contribución teórica y
metodológica.
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Por último, se encuentra el trabajo especial de grado realizado por
Aranguren, Arnillas, Contreras, Nava y Quintero (2005), titulado “Sistema de
control y monitoreo para un robot utilizando protocolo TCP/IP” este tipo de
investigación tiene como objetivo general el desarrollo de un sistema de
control y monitoreo para un robot utilizando el protocolo TCP/IP.
Estableciendo una comunicación de datos a distancia entre un robot y una
computadora manipulada por un individuo.
La teorización de la variable se basa en la información de fuentes
documentales como libro documento, internet de los autores como
Josephson, Ogata y Angulo, la cual tienen el diseñar un software de control y
monitoreo permitiendo establecer una comunicación efectiva entre la
computadora y a su vez permitir el control manual o automático, de forma
directa o a distancia del robot a través del puesto de comunicación serial de
la computadora. El tipo de investigación es aplicada según su propósito,
descriptiva de acuerdo al modelo de investigación.
Los resultados obtenidos de esta investigación fueron favorables ya que
se cumplieron con todos los objetivos para el desarrollo del sistema como
diseño de todos los circuitos de transmisión, recepción y control del robot.
En conclusión la demostración mediante la simulación del funcionamiento
total del sistema, realizando las pruebas del software, pruebas de
comunicación y pruebas de sincronización del micro controlador con la
computadora, se comprobó que el sistema general utilizados y todos
aquellos elementos que lo conforman, se acoplan de manera armónica,
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funcionando de manera correcta y estable, permitiendo el control y el
monitoreo del robot.
La coincidencia del antecedente escogido con respecto al proyecto es que
este trabajo proporciona un aporte teórico, debido al diseño de un sistema de
control y monitoreo a través del protocolo TCP/IP, ya que se diseñará un
sistema de monitoreo a distancia de la producción en general de una planta
cervecera.
2. BASES TEORICAS
A continuación se presento una serie de conceptos con base a las
variables señaladas en los objetivos, desarrollándose por medio de autores
conocidos y tomando en cuenta ciertas condiciones para darle a la
investigación un sentido coordinado y coherente.
2.1. SISTEMA
Según Ogata (2003, p. 3) un sistema, es una combinación de
componentes que actúan conjuntamente y cumplen determinado objetivo. Un
sistema no está limitado a los objetivos físicos. El concepto de sistema puede
ser aplicado a fenómenos abstractos y dinámicos, como los de la economía.
Según IEEE (2007) un sistema “es el que ejecuta una función imposible de
realizar por cualquiera de las partes individuales. La complejidad de la
combinación está implícita”. Luego de haber analizado los diferentes criterios
de estos autores se puede concluir que un sistema es un conjunto de
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técnicas o métodos aplicados para la interacción de todas sus variables,
obteniendo así, la solución de un determinado problema.
2.2. CARACTERISTICA DE LOS SISTEMAS
Por su parte Roberts (2005, p. 106) define que el análisis y las
característica de un sistema son bastante amplias y abarcan diversos temas.
Para comprender algunas propiedades importantes de sistemas grandes y
generalizados dentro de la ingeniería, se empezara con ejemplos simples.
Los circuitos son sistemas eléctricos y son familiares para los ingenieros
electrónicos. Un circuito muy común es el filtro pasabajas RC que tiene un
sistema de entrada y otro de salida, el voltaje en la entrada es la excitación
del sistema y el voltaje en la salida es la respuesta del mismo.
Este sistema consta de dos componentes familiares para los ingenieros
electrónicos, un resistor y un capacitor. La señal de voltaje en la entrada al
par de terminales del lado izquierdo, que en ocasiones recibe el nombre de
puerto en la teoría de circuitos, y la señal de voltaje en la salida aparece en
el puerto del lado derecho. También la relación matemática voltaje-corriente
para resistores y capacitores es bien conocida para el ingeniero electrónico.
2.3. SISTEMA DE CONTROL
Para ello Ogata (2003, p.5) manifiesta que un sistema de control está
definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia
conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento
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predeterminado de modo que se reduzcan las probabilidades de fallos y se
obtengan los resultados buscados. Estos sistemas se usan típicamente en
sustituir un trabajador pasivo que controla un determinado sistema o
proceso.
Por consiguiente, son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de
un sistema. En un sistema general se tienen una serie de entradas que
provienen del sistema a controlar y se diseña un método para que, a partir de
estas entradas, modifique ciertos parámetros en el proceso o sistema, con lo
que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier
variación que exista en el medio que se esté utilizando dando como resultado
el proceso que se requiera.
2.3.1. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL
Según el autor referido anteriormente, un sistema está integrado por una
serie de elementos que actúan conjuntamente y que cumplen una serie de
objetivos. Los elementos que componen un sistema están estrechamente
relacionados entre sí, de forma que las modificaciones que se producen en
uno de ellos pueden influir en los demás.
2.3.1.1. SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTO
Los sistemas de control de lazo abierto son los que la salida no tiene
efecto sobre la acción de control. Es decir, en un sistema de control de lazo
abierto, la salida ni se mide ni se realimenta en comparación con la entrada.
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En cualquier sistema de control en lazo abierto, la salida no se compara
con la entrada de referencia. Por tanto a cada entrada de referencia le
corresponde una condición operativa fija; como resultado, la precisión del
sistema depende de la calibración.
Ante la presencia de perturbaciones, un sistema de control en lazo abierto
no realiza la tarea deseada. En la práctica, el control en lazo abierto sólo se
utiliza si se conoce la relación entre la entrada y la salida y si no hay
perturbaciones internas ni externas. Es evidente que estos sistemas no son
de control realimentado.
Grafico 1: Sistema de control de lazo abierto Fuente: Ogata (2003)
2.3.1.2. SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO
Un sistema de control de lazo cerrado, es aquel en que la señal de salida
tiene efecto directo sobre la acción de control. En estos sistemas existe un
elemento, denominado captador o sensor, que es capaz de detectar los
cambios que se producen en la salida y llevar esa información al dispositivo
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de control, que podrá actuar en consonancia con la información recibida para
conseguir la señal de salida deseada.
Por tanto, los sistemas de control en lazo cerrado son capaces de
controlar en cada momento lo que ocurre a la salida del sistema, y
modificarlo si es necesario. De esta manera, el sistema es capaz de
funcionar por sí solo de forma automática y cíclica, sin necesidad de
intervención humana. Estos sistemas, capaces de auto controlarse sin que
intervenga una persona, reciben el nombre de sistemas de control
automáticos o automatismos.
Gráfico 2: Sistema de control de lazo cerrado Fuente: Ogata (2003)
2.4. TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL
2.4.1. HECHOS POR EL HOMBRE
Como los sistemas eléctricos o electrónicos que están permanentemente
capturando señales de estado del sistema bajo su control y que al detectar
una desviación de los parámetros pre-establecidos del funcionamiento
normal del sistema, actúan mediante sensores y actuadores, para llevar al
sistema de vuelta a sus condiciones operacionales normales de
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funcionamiento. Con el fin de obtener un mayor rendimiento al momento de
la ejecución como es el tiempo de producción y a su vez agilizar el proceso.
2.4.2. NATURALES
Muchos sistemas de control aparentemente son de lazo abierto y pueden
ser convertidos a sistemas de control de lazo cerrado, por ejemplo: si se
considera un detector eléctrico o control humano que compare los datos de
la entrada con los obtenidos en la salida y este realice acciones correctivas
basadas en la diferencia resultante o error.
2.4.3. ELECTRICOS HECHOS POR EL HOMBRE
Las característica dinámicas de la mayoría de los sistema de control no
son constantes por diversas razones, como el deterioro de los componentes
al transcurrir el tiempo, modificaciones en parámetros o en el medio
ambiente. Aunque en un sistema de control realimentado se atenúan los
efectos de pequeños cambios en las características dinámicas, si las
modificaciones en los parámetros del sistema y en el medio son
significativas, un sistema para ser satisfactorio ha de tener la capacidad de
adaptación.
2.5. MONITOREO
Según Gonzales (2002, p. 7) el monitoreo es la función y proceso continuo
que utiliza una recopilación sistemática de datos sobre indicadores
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especificados y el análisis de información con la finalidad de medir el
progreso de las intervenciones hacia el logro de los objetivos esperados y
mejorar la toma de decisiones referidas a las siguientes etapas.
Se pudo concluir de lo antes expuesto, que el monitoreo es un
seguimiento continuo que se hace a un proceso para descartar o tomar
acciones que favorezcan a las metas, así como tal el cumplimiento de los
objetivos propuestos
2.5.1. SCADA
Según Avalle (2006) SCADA viene de las siglas de "Supervisory Control
And Data Adquisition", traducido al español: adquisición de datos y control de
supervisión. Se trata de una aplicación software especialmente diseñada
para funcionar sobre ordenadores en el control de producción,
proporcionando comunicación con los dispositivos de campo.
Controlando el proceso de forma automática desde la pantalla del
ordenador. Además, provee de toda la información que se genera en el
proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros
supervisores dentro de la empresa: control de calidad, supervisión,
mantenimiento, etc.
En este tipo de sistemas usualmente existe un ordenador, que efectúa
tareas de supervisión y gestión de alarmas, así como tratamiento de datos y
control de procesos. La comunicación se realiza mediante buses especiales
o redes LAN. Todo esto se ejecuta normalmente en tiempo real, y están
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diseñados para dar al operador de planta la posibilidad de supervisar y
controlar dichos procesos de manera que sean de fácil acceso. Los
programas necesarios, y en su caso el hardware adicional que se necesite,
se denomina en general sistema SCADA.
2.5.1.1. FUNCIONES
D’Sousa (2000), plantea que dentro de las funciones básicas realizadas
por un sistema SCADA están las siguientes:
• Recabar, almacenar y mostrar información, en forma continua y confiable,
correspondiente a la señalización de campo: estados de dispositivos,etc.
• Ejecutar acciones de control iniciadas por el operador, tales como: abrir o
cerrar válvulas, arrancar o parar bombas, etc.
• Alertar al operador de cambios detectados en la planta, tanto aquellos que
no se consideren normales, como cambios que se produzcan en la operación
diaria de la planta . Estos cambios son almacenados dentro.
• Aplicaciones en general, basadas en la información obtenida por el
sistema, tales como: reportes, gráficos de tendencia, historia de variables,
cálculos, predicciones, detección de fugas, etc.
2.5.1.2. PRESTACIONES
Siguiendo con Avalle (2006), un paquete SCADA dispone:
• Generación de históricos de señal de planta, que pueden ser volcados
para su proceso sobre una hoja de cálculo.
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• Ejecución de programas, que modifican la ley de control, o incluso anular o
modificar las tareas asociadas al autómata, bajo ciertas condiciones
• Posibilidad de programación numérica, que permite realizar cálculos
aritméticos de elevada resolución sobre la CPU del ordenador.
Con ellas, se pueden desarrollar aplicaciones para ordenadores (tipo PC, por
ejemplo), con captura de datos, análisis de señales, presentaciones en
pantalla, envío de resultados a disco e impresora, etc.
Además, todas estas acciones se llevan a cabo mediante un paquete de
funciones que incluye zonas de programación en un lenguaje de uso general
(como C, Pascal, o Basic), lo cual confiere una potencia muy elevada y una
gran versatilidad.
2.5.1.3. REQUISITOS
Un SCADA debe cumplir varios objetivos para que su instalación sea
perfectamente aprovechada:
• Deben ser sistemas de arquitectura abierta, capaces de crecer o
adaptarse según las necesidades cambiantes de la empresa.
• Deben comunicarse con total facilidad y de forma transparente al usuario
con el equipo de planta y con el resto de la empresa (redes locales y de
gestión).
• Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de
hardware, y fáciles de utilizar, con interfaces amigables para que sea
manejable a l usuario.
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2.5.1.4. MÓDULOS DE UN SCADA
Los módulos o bloques software que permiten las actividades de
adquisición, supervisión y control son los siguientes:
• Configuración: permite al usuario definir el entorno de trabajo de su
SCADA, adaptándolo a la aplicación particular que se desea desarrollar con
el fin de adaptarlo a su requerimiento .
• Interfaz gráfico del operador: proporciona al operador las funciones de
control y supervisión de la planta. El proceso se representa mediante
sinópticos gráficos almacenados en el ordenador de proceso y generados
desde el editor incorporado en el SCADA o importados desde otra aplicación
durante la configuración del paquete.
• Módulo de proceso: ejecuta las acciones de mando pre-programadas a
partir de los valores actuales de variables leídas.
• Gestión y archivo de datos: se encarga del almacenamiento y
procesado ordenado de los datos, de forma que otra aplicación o dispositivo
pueda tener acceso a ellos.
2.6. SISTEMA DE MONITOREO
Braucochse (2006, p. 5), plantea que es un procedimiento consecuente
que consiste en la observación de uno o más parámetros dentro del proceso,
a través de los cuales verifica la efectividad y eficiencia del proceso que está
en ejecución identificando logros, debilidades y recomendar medidas
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correctivas todo esto con el fin de tener una mayor eficiencia o efectividad de
los procesos.
Los sistemas de monitoreo o seguimiento son un proceso de gestión
moderna, que consiste en el registro ordenado de los avances de un
programa o proyecto, de manera sistemática, a fin de verificar el alcance en
el cumplimiento de actividades la obtención de avances y el logro de
objetivos planificados, detectando las dificultades que pudieran presentarse
para así adoptar medidas necesarias para la ejecución y éxito del proceso
que se desea implementar.
2.6.1. CRITERIOS PARA UN SISTEMA DE MONITOREO
Para Braucochse (2006 p. 7), un sistema de monitoreo no está establecido
como tal, es decir no existe un solo diseño estándar, ya que este se realiza
por medio de los requerimientos o necesidades que tenga dicho proceso. Sin
embargo existen ciertos criterios de calidad que se pueden aplicar para
desarrollar un sistema de monitoreo, tomando en cuenta que este tipo de
sistemas es una principal fuente de información para las evaluaciones
externas, para evitar que se emitan juicios subjetivos ante la ausencia de
registros y medios de verificación
2.6.1.1. UTILIDAD
El monitoreo siempre es necesario y solo se justifica a través del valor
agregado que se pueda generar en consecuencia en el proyecto. Es decir,
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nunca se podrá ejecutar por obligación o convenio si no cuando este mismo
proceso lo amerite.
2.6.1.2. EFICIENCIA
El monitoreo debe balancear la relación entre el costo de su
implementación y la confiabilidad de los datos. No se trata de diseñar
estudios científicos, sino de generar información suficiente para
retroalimentar el proceso.
2.6.2. FUNCION DE UN SISTEMA DE MONITOREO
Según Braucochse (2006, p. 5), explica que para ajustar la estructura de
un sistema de monitoreo a las necesidades de un proceso o un proyecto, se
debe tener clara las funciones que debe cumplir.
• Un instrumento de gestión, que apoya a los responsables del proyecto a
conocer el actual estado del mismo y orientar su trabajo a los resultados
esperados, mejorando de esta manera el desempeño de dicho proceso.
• Un proceso organizado de comunicación y entendimiento entre los
diferentes participantes. La buena conceptualización de un sistema de
monitoreo es primordial para fomentar un entendimiento común de la
estrategia y los principales objetivos del proyecto.
• Un instrumento para fomentar la co-responsabilidad de diversos actores.
Cuando la responsabilidad para el logro de objetivos no reposa sobre los
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responsables del proyecto sino también sobre otros agentes, el monitoreo
puede aumentar el compromiso y facilitar la coordinación.
2.6.3. PASOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE
MONITOREO
Según el autor mencionado anteriormente explica que la implementación
de un sistema de monitoreo, es un proceso en el cual participan muchos
actores sea, en el diseño, en el mantenimiento o como usuario de la
información generada. Por eso, la implementación debe llevarse a cabo de
manera estructurada y para ello se proponen varias pautas.
2.6.3.1. ACORDAR LOS OBJETIVOS DEL MONITOREO
Antes de dedicarse a los temas metodológicos o conceptuales. Se deben
identificar los actores involucrados en el monitoreo, sea como responsables
de su ejecución o posteriormente como usuarios. Partiendo sobre un
intercambio de intereses y expectativas, los objetivos del monitoreo deberían
acordarse de manera participativa.
Para poder desarrollar todo su potencial, es imprescindible que exista un
mandato de los diversos involucrados en el objeto del monitoreo para así
obtener la implementación de forma más eficaz y con los requerimientos
exigidos. Efectuando un examen crítico del nivel de logro de los objetivos, en
cantidad y calidad además de examinar si el programa será sostenible, si la
comunidad se identifica con la propuesta y le dará continuidad.
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2.6.3.2. ACORDAR UN PRESUPUESTO PARA EL MONITOREO
Se determinan las actividades del monitoreo, tanto como su
implementación y se hace un estudio o evaluación acordados en los
objetivos específicos, debiendo establecer un marco presupuestario
necesario y promedio para el objeto en que se realizo la elaboración del
monitoreo, dando así un beneficio significtivo no solo en costos si no en
producción.
2.6.3.3. DETERMINAR LAS ÁREAS DE IMPACTO A OBSERVAR
No todas las líneas de acción y resultado propuestos del proceso tienen la
misma prioridad. Debido a que es imposible monitorear cada aspecto del
programa, es importante consensuar una selección de áreas de impacto
prioritarias.
2.6.3.4. CONSTRUIR LAS CADENAS DE RESULTADO Y LAS HIPOTESIS
DE IMPACTO
Las cadenas de impacto o las hipótesis de impacto, son equivalentes a
una teoría del proyecto. Esta teoría debe describir como los productos o las
prestaciones del proceso son aprovechados por los respectivos usuarios y de
qué manera este aprovechamiento los resultados propuestos.
En la medida de lo posible, también deberán considerarse eventuales
resultados no intencionados, sean positivos o negativos, así como analizar la
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relación costo – beneficio de las actividades y servicios brindados, teniendo
en cuenta si las actividades y productos conducirán a los logros previstos.
2.6.3.5. ELABORACION DE UN PLAN PARA EL LEVANTAMIENTO Y EL
ANALISIS DE LOS DATOS
Para que el monitoreo genere información útil en los momentos oportunos,
el proceso de levantamiento de datos debe ser estructurado de manera
detallada. Esto implica la definición inequívoca de las fuente de datos, la
construcción de herramientas para el levantamiento de los mismos, reglas
para la periodicidad de las mediciones, así como pautas para la manera en
que los datos serán procesados.
2.6.3.6. ELABORACION DE UN PLAN PARA EL USO Y LA DIFUSION DE
LOS DATOS
El monitoreo solo genera utilidad a medida que los datos sean utilizados y
aprovechados por los involucrados. Por eso, el proceso de la socialización de
la información generada también debe ser estructurada como parte formal
del sistema de monitoreo.
2.7. INTERFAZ
Según Floyd (2000, p. 824), Es el proceso de hacer que dos o más
dispositivos o sistemas sean operacionalmente compatibles entre sí, que
puedan trabajar juntos del modo que se requiera.
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Se pudo deducir que la interfaz define el límite de comunicación entre dos
entidades, ya que es el punto de conexión entre dos componentes o entre
dos aplicaciones o entre un usuario y una aplicación, permitiendo que la
información fluya de un sistema a otro. Esta debe ser amigable, segura y
restringida, para que pueda tener un correcto funcionamiento y para evitar
posibles modificaciones a la base de datos del sistema, por parte de
personas no autorizadas.
Lewis y Rieman (1993) definen las interfaces hombre computadora como
aquellas que incluyen cosas como menús, ventanas, teclado, ratón, los
"beeps" y algunos otros sonidos que la computadora hace, en general, todos
aquellos canales por los cuales se permite la comunicación entre el hombre y
la computadora.
La idea fundamental en el concepto de interfaz es el de mediación, entre
hombre y máquina. La interfaz es lo que "media", lo que facilita la
comunicación, la interacción, entre dos sistemas de diferente naturaleza,
típicamente el ser humano y una máquina como el computador. Esto implica,
además, que se trata de un sistema de traducción, ya que los dos "hablan"
lenguajes diferentes: verbo-icónico en el caso del hombre y binario en el
caso del procesador electrónico.
De una manera más técnica se define a Interfaz de usuario, como
conjunto de componentes empleados por los usuarios para comunicarse con
las computadoras. El usuario dirige el funcionamiento de la máquina
mediante instrucciones, denominadas genéricamente entradas. Las entradas
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se introducen mediante diversos dispositivos, por ejemplo un teclado, y se
convierten en señales electrónicas que pueden ser procesadas por la
computadora. Estas señales se transmiten a través de circuitos conocidos
como bus, y son coordinadas y controladas por la unidad de proceso central
y por un soporte lógico conocido como sistema operativo. Una vez que la
UPC ha ejecutado las instrucciones indicadas por el usuario, puede
comunicar los resultados mediante señales electrónicas, o salidas, que se
transmiten por el bus a uno o más dispositivos de salida, por ejemplo una
impresora o un monitor.
Resumiendo entonces se puede decir que, una interfaz de software es la
parte de una aplicación que el usuario ve y con la cual interactúa. Está
relacionada con la subyacente estructura, la arquitectura, y el código que
hace el trabajo del software, pero no se confunde con ellos. La interfaz
incluye las pantallas, ventanas, controles, menús, metáforas, la ayuda en
línea, la documentación y el entrenamiento. Cualquier cosa que el usuario ve
e interactúa es parte de la interfaz.
2.7.1. CLASIFICACIÓN DE LAS INTERFACES:
SE PUEDE CLASIFICAR DE DOS MANERAS BÁSICAS:
Una de estas clasificaciones básicas de una interfaz de hardware, a nivel
de los dispositivos que se pudieran utilizar mas para poder ingresar,
procesar, entregar y visualizar los datos son: teclado, ratón y pantalla
visualizadora.
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Una interfaz de software, destinada a entregar información acerca de los
procesos y herramientas de control, a través de lo que el usuario observa
habitualmente en la pantalla.
TAMBIÉN SE PUEDEN CLASIFICAR SEGÚN SU EVOLUCIÓN:
La evolución de las interfaces de usuario corre en paralelo con la de los
sistemas operativos; de hecho, la interfaz constituye actualmente uno de los
principales elementos de un sistema operativo. Aquí se muestran las distintas
interfaces que históricamente han ido apareciendo, ejemplificándolas con las
sucesivas versiones de los sistemas operativos más populares:
Interfaces de línea de mandatos (command – line user interfaces, CUIs:
Es el característico del DOS, el sistema operativo de los primeros PC, y es el
estilo más antiguo de interacción hombre-máquina.
El usuario escribe órdenes utilizando un lenguaje formal con un
vocabulario y una sintaxis propia (los mandatos en el caso del DOS). Se usa
un teclado, típicamente, y las órdenes están encaminadas a realizar una
acción.
El usuario no suele recibir mucha información por parte del sistema
(ejemplo: indicador del DOS), y debe conocer cómo funciona el ordenador y
dónde están los programas (nada está oculto al usuario). El modelo de la
interfaz es el del programador, no el del usuario. Ejemplo del DIR-DEL-DIR,
por la falta de información de respuesta del DOS. Otras veces, en cambio, es
excesiva: etiqueta del volumen en el DIR.
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Los inconveniente son la carga de memoria del usuario (debe memorizar
los mandatos; incluso la ayuda es difícil de leer); nombres no siempre
adecuados a las funciones, significado de los mandatos mal comprendido a
veces (varios mandatos con el mismo o parecido significado, como DEL y
ERASE); inflexible en los nombres (DEL y no DELETE).
Las ventajas es que son potentes, flexibles y controlado por el usuario,
aunque esto es una ventaja para usuarios experimentados. La sintaxis es
estricta, y los errores pueden ser graves.
Interfaces de menús: Un menú es una lista de opciones que se muestran
en la pantalla o en una ventana de la pantalla para que los usuarios elijan la
opción que deseen. Los menús permiten dos cosas: navegar dentro de un
sistema, presentando rutas que llevan de un sitio a otro, y seleccionar
elementos de una lista, que representan propiedades o acciones que los
usuarios desean realizar sobre algún objeto.
Las interfaces de menús aparecen cuando el ordenador se vuelve una
herramienta de usuario y no sólo de programadores. Las actuales interfaces
gráficas u orientadas a objetos siguen utilizando este tipo de interfaces ya
que son las mas adecuadas para ellos (los distintos estilos de interfaces no
son mutuamente exclusivos).
Según Toledo (2000), existen distintos tipos de menús. Los primeros
fueron los menús de pantalla completa, estructurados jerárquicamente
MENÚ DE PANTALLA COMPLETA (NORTON UTILITIES): Los menús de
barra, situados en la parte superior de la pantalla, son profusamente
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utilizados en las aplicaciones actuales. Contienen una lista de acciones
genéricas que dan paso a menús desplegables donde se concretan.
MENÚ DE BARRA Y MENÚ DESPLEGABLE:
Estos menús pueden llevar a su vez a otros: son los menús en cascada.
Pueden cambiar dinámicamente, y deshabilitar opciones que no estén
disponibles en un momento dado (marcándolas habitualmente en gris).
Interfaces gráficas: Desarrolladas originalmente por XEROX (sistema
Xerox Star, 1981, sin éxito comercial), aunque popularizadas por Apple
(Steven Jobs se inspiró en los trabajos de Xerox y creó el Apple Lisa, 1983,
sin éxito, y Apple Macintosh, 1984, con éxito debido en gran medida a su
campaña publicitaria).
Los tres estilos más comunes de interfaces gráficas hombre-computadora
son: Lo que tú ves es lo que puedes conseguir (WYSIWYG What you see is
what you get), Manipulación directa e Interfaces de usuario basados en
iconos.
Un GUI es una representación gráfica en la pantalla del ordenador de los
programas, datos y objetos, así como de la interacción con ellos. Un GUI
proporciona al usuario las herramientas para realizar sus operaciones, más
que una lista de las posibles operaciones que el ordenador es capaz de
hacer.
Sus características son:
• Posee un monitor gráfico de alta resolución.
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• Posee un dispositivo apuntador (típicamente un ratón).
• Promueve la consistencia de la interfaz entre programas.
• Los usuarios pueden ver en la pantalla los gráficos y textos tal como se
verán impresos.
• Sigue el paradigma de la interacción objeto-acción.
• Permite la transferencia de información entre programas.
• Se puede manipular en la pantalla directamente los objetos y la
información.
• Provee elementos de interfaz estándar como menús y diálogos.
• Existe una muestra visual de la información y los objetos (iconos y
ventanas).
• Proporciona respuesta visual a las acciones del usuario.
• Existe información visual de las acciones y modos del usuario/sistema
(menús, paletas).
• Existen controles gráficos (widgets) para la selección e introducción de la
información.
• Permite a los usuarios personalizar la interfaz y las interacciones para un
mejor uso.
• Proporciona flexibilidad en el uso de dispositivos de entrada
(teclado/ratón). Pero la característica más importante es que el GUI permite
manipular tanto los objetos como la información que se muestra en la
pantalla, no sólo la presenta .
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2.7.2. CARACTERÍSTICAS DE LAS INTERFACES HUMANO - MAQUINA
2.7.2.1. FACTORES HUMANOS
Toledo (2000), también apunta que al diseñar interfaces de usuario deben
tenerse en cuenta las habilidades cognitivas y de percepción de las
personas, y adaptar el programa a ellas. Así, una de las cosas más
importantes que una interfaz puede hacer es reducir la dependencia de las
personas de su propia memoria, no forzándoles a recordar cosas
innecesariamente (por ejemplo, información que apareció en una pantalla
anterior) o a repetir operaciones ya realizadas (por ejemplo, introducir un
mismo dato repetidas veces).
La persona tiene unas habilidades distintas de la máquina, y ésta debe
utilizar las suyas para soslayar las de aquella (como por ejemplo la escasa
capacidad de la memoria de corto alcance).
• Velocidad de Aprendizaje.- Se pretende que la persona aprenda a usar el
sistema lo más pronto posible.
• Velocidad de Respuesta.- El tiempo necesario para realizar una operación
en el sistema.
• Tasa de errores.- Porcentaje de errores que comete el usuario.
• Retención.- Cuánto recuerda el usuario sobre el uso del sistema en un
período. de tiempo.
• Satisfacción.- Se refiere a que el usuario esté a gusto con el sistema.
• Además de éstos, existen otros a considerar:
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ADECUACIÓN
• Características Físicas.- Cada persona tiene diferentes características
físicas. Hay algunas personas que no les gustan los teclados mientras que a
otras sí. Es por eso que hay teclados ergonómicos. Lo mismo sucede con el
mouse.
• Ambiente.- El lugar donde va a ser usado el sistema. Cada interfaz tiene
que adecuarse al lugar.
• Visibilidad.- Tomar en cuenta la cantidad de iluminación del lugar. ¿Se
refleja el brillo en la pantalla?
• Personalidad.- De acuerdo a la edad, nivel socio-económico, etc.
• Cultura.- Los japoneses no tienen las mismas pantallas, ventanas, etc.
Este factor es importante si el mercado para el sistema es a nivel
internacional.
Según la función tenemos:
MOTIVACIÓN
• Sistemas Vitales.- Son de vida o muerte; muchas personas dependen de
ellos. Ejemplo: un sistema para reactores nucleares. Este sistema trabaja en
tiempo real, por consiguiente es de suma importancia la seguridad y
efectividad del mismo.
• Sistemas Comerciales e Industriales.- Sirven para aumentar la
productividad y vender más.
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• Sistemas de Oficina, Hogar y Juegos.- Factor importante: el mercado a
quien está dirigido; tienen que ser muy amigables y satisfacer al cliente.
• Sistemas de Investigación.- Realizan tareas muy específicas y tratan de
imitar el medio en el que se desenvuelve el usuario.
2.7.3. IMPORTANCIA DEL INTERFAZ
El principal objetivo de una interfaz de usuario es que éste se pueda
comunicar a través de ella con algún tipo de dispositivo, conseguida esta
comunicación, el segundo objetivo que se debería perseguir es que dicha
comunicación se pueda desarrollar de la forma más fácil y cómoda posible
para el usuario, sin embargo, las interfaces no siempre son intuitivas tal como
es el caso de las interfaces de línea de órdenes (CLI), que se encuentran por
ejemplo en algunos sistemas operativos como los NOS de los Routers o
algunos shell de Unix, DOS, etc.
Estas interfaces son las primeras que utilizaron los ordenadores y están
anticuadas, aunque los nostálgicos las siguen prefiriendo porque se saben
de memoria los comandos. También es importante reconocer las interfaces
de línea de órdenes, como el mejor medio para que el administrador del
sistema pueda llevar a cabo tareas complejas, de ahí que se sigan utilizando
y todo sistema operativo disponga de un intérprete de comandos (shell en
Unix, consola o símbolo del sistema en Windows) como parte fundamental de
la interfaz del usuario. Esto se soluciona creando lo que se llaman "scripts" o
programitas que realizan tareas en un sistema operativo.
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Son ficheros BAT en Windows y shell scripts en Unix/Linux. Estos
programitas utilizan el conjunto de comandos que ofrece el sistema. Además,
no todo se puede hacer a través de la interfaz gráfica, hay ciertas funciones
para usuarios avanzados y administradores que sólo es posible realizarlas
mediante comandos.
El diseño de la interfaz es crítico para el manejo del equipo, hay algunas
muy bien diseñadas que incorporan controles intuitivos y de fácil manejo, en
cambio existen otras que no se entienden bien y el usuario no acierta a
manejarlas correctamente sin estudiar un manual o recibir formación del
experto.
2.7.4. MEDIO DE TRANSMISIÓN
El medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual
emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de
datos. Distinguiendo dos tipos de medios: guiados y no guiados. En ambos
casos la transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas. Los
medios guiados conducen (guían) las ondas a través de un camino físico,
ejemplos de estos medios son el cable coaxial, la fibra óptica y el par
trenzado.
Los medios no guiados proporcionan un soporte para que las ondas se
transmitan, pero no las dirigen; como ejemplo de ellos se tienen el aire y el
vacío. Este medio de comunicación puede ser un par de alambres, un cable
coaxial o hasta el aire mismo.
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Pero sin importar el tipo, todos los medios de transmisión se caracterizan
por la atenuación, el ruido, la interferencia, el desvanecimiento y otros
elementos que impiden que la señal se propague libremente por el medio;
son factores que hay que contrarrestar al momento de transmitir cualquier
información al canal. El gráfico 3 muestra un sistema de transmisión de datos
por aire.
Gráfico 3 Sistema de transmisión. Fuente: RED (2003)
Los medios que utilizan el aire como medio de transmisión son los medios
no confinados. Cada uno viene siendo un servicio que utiliza una banda del
espectro de frecuencias. A todo el rango de frecuencias se le conoce como
espectro electromagnético, el cual ha sido un recurso muy apreciado y, como
es limitado, tiene que ser bien administrado y regulado. Revista RED (2003).
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Transmisión paralela y serial: La información puede transmitirse a una
distancia mínima de algunos milímetros sobre la misma tarjeta de circuito, o a
varios kilómetros cuando el operador de una terminal de computadora se
comunica con una computadora que está en otra ciudad.
La información que se transmite se encuentra en forma binaria y, por lo
general, está representada por los voltajes que aparecen en la salida del
circuito de transmisión que está conectada a las entradas del circuito de
recepción.
Se ve la forma en que este transmite el número de binario 10110 del
circuito a la B, utilizando la transmisión paralela, el otro solo hay una
conexión del circuito A al circuito B cuando se emplea la transmisión serial.
En la figura 4 muestra una comunicación paralela y serial.
Gráfico 4 Transmisión paralela y serial. Fuente: Tocci (1996)
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MODOS DE TRANSMISIÓN
La comunicación ocurre cuando hay interacción reciproca entre los dos
polos de la estructura relacional (Transmisor-Receptor) realizando la ley de
bivalencia, en la que todo transmisor puede ser receptor, todo receptor
puede ser transmisor.
Es la correspondencia de mensajes con posibilidad de retorno mecánico
entre polos igualmente dotados del máximo coeficiente de comunicabilidad.
Los únicos entes capaces de presentar comportamientos
comunicacionales y sociales, de transmitir y recibir intelectual y
sensorialmente son los seres racionales, (los seres humanos) los cuales
poseen lo que Pasquali denominó el con-saber de la conciencia de la co-
presencia de ambos para que se de la comunicación, (el saber que existen
dos presencias, la del otro y la propia), que interactúan simétricamente,
tratando de acondicionar la voluntad de entendimiento mutuo, es lo que se
denomina diálogo.
Expresa que no hay comunicación ni relaciones dialécticas de otro tipo
con la naturaleza y la materia bruta en este caso sólo existe una relación
monovalente o una relación de información, donde los mensajes emitidos no
tendrían retorno mecánico, ya que los participantes presentan un bajo
coeficiente de comunicabilidad. (Pasquali 2005).
Simples: Este modo de transmisión permite que la información discurra en
un solo sentido y de forma permanente, con esta fórmula es difícil la
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corrección de errores causados por deficiencias de línea. Como ejemplos de
la vida diaria tenemos, la televisión y la radio. Son llamados a veces sistema
de un sentido solo por recibir o solo para transmitir.
Half Duplex: En este modo, la transmisión fluye como en el anterior, o
sea, en un único sentido de la transmisión de dato, pero no de una manera
permanente, pues el sentido puede cambiar. Las transmisiones pueden
ocurrir en ambas direcciones, algunas veces se llaman sistema de alternativa
de dos sentidos, cualquier sentido cambio y fuera Como ejemplo están los
Walkis Talkis.
Full Duplex: Es el método de comunicación más aconsejable, puesto que
en todo momento la comunicación puede ser en dos sentidos posibles y así
pueden corregir los errores de manera instantánea y permanente. Otra
definición es que puede transmitir en ambas direcciones y al mismo tiempo.
El ejemplo típico sería el teléfono.
Full Full Duplex: Es posible transmitir y recibir simultáneamente, pero no
necesariamente entre las dos misma ubicaciones es decir, una estación
puede trasmitir a una segunda estación y recibir de una tercera estación al
mismo tiempo. Estas transmisiones se utilizan casi siempre en circuitos de
comunicaciones de datos como el Internet.
PROTOCOLO TCP/IP
El TCP / IP es un conjunto de protocolos que permiten la comunicación a
través de varias redes. Esta arquitectura evolucionó a partir de
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investigaciones que tenían el propósito original de transferir paquetes a
través de tres redes de paquetes diferentes: la red de conmutación de
paquetes ARPANET, una red de paquetes vía radio y una red de paquetes
vía satélite. Se encuentra dividida en 5 capas: capa física, capa de acceso de
red, capa de Internet, capa de transporte y capa de aplicación. Ver Grafico 5.
La red de acceso utilizará el protocolo IP para poder transmitir paquetes a
través de la red.
Gráfico 5 Modelo de capas de TCP/IP. Fuente: Nautopia
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3. SISTEMA DE VARIABLE
Un sistema de variables consiste, en una serie de características por
estudiar, definidas de manera nominal, conceptual y operacional es decir, en
función de sus indicadores o unidades de medida.
3.1. PRIMERA VARIABLE
3.1.1. DEFINICION NOMINAL
Sistema de Monitoreo
3.1.2. DEFINICION CONCEPTUAL
Washington.edu (2010), define que un sistema de monitoreo es
representado por un proceso continuo y sistemático mediante el cual se
verifica la eficiencia y la eficacia de un proyecto mediante la identificación de
sus logros, debilidades y en consecuencia se recomienda medidas
correctivas para optimizar los resultados esperados del proceso.
3.1.3. DEFICION OPERACIONAL
De los anteriores planteamientos se deduce que el sistema de monitoreo,
es un proceso de gestión que consiste en el registro ordenado de los
avances de un proyecto y este depende de forma directa del proceso que se
va a monitorear. Su función es evaluar una de las características del proceso
que varie con una determinar frecuencia para poder registrar sus diferentes
estados.
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3.2. SEGUNDA VARIABLE
3.2.1. DEFINICION NOMINAL
Interfaz
3.2.2. DEFINICION CONCEPTUAL
Thomas (2000, p. 824), define la interfaz como el límite de comunicación
entre dos elementos, tales como software, hardware o un usuario.
Generalmente se refiere a una abstracción que un elemento provee de sí
mismo al exterior. Esto separa los métodos de comunicación externa de los
de operación interna, y le permite ser internamente modificada sin afectar la
manera en que los elementos externos interactúan con él.
3.2.3. DEFINICIÓN OPERACIONAL
Según se ha visto la interfaz se define como la interacción o acceso que
existe entre un programa o software y su controlador, de esta forma se
puede crear un equilibrio en cuanto al manejo del programa, con las
necesidades del usuario. Así se le otorga las herramientas exactas para
poder llevar el control sobre el proceso y reaccionar a cualquier eventualidad.
