controlador de balizamiento para turbinas...

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Controlador de balizamiento para turbinas eólicas

Plan de Proyecto del Trabajo Final de Carrera de Especialización de Sistemas Embebidos

Responsable: Ing. Agustín Curcio Berardi

Director: TBD

Fecha: 29/05/2019

ID Documento: UCLA-PPT-0001-A

2 ID Documento: UCLA-PPT-0001-A

Introducción

Introducción


Motivación

• Aumento en la cantidad de proyectos deinstalados que hacen uso de la energía eólicapara la generación de electricidad.

• En su mayoría, proyectos con varios kilómetrosde extensión y conformados por varias turbinaseólicas.

• Desde el punto de vista del tráfico aéreo,representan grandes obstáculos que deben sercorrectamente señalizados y delimitados.

Gráficos: EOS Energía en base a datos de CAMMESA y Ministerio de Energía y Minería.

Introducción


Propósito

• Modernizar el producto que actualmente esofrecido por el cliente para igualar lasfuncionalidades de soluciones desarrolladas en elresto del mundo.

• Mejorar la capacidad técnica del cliente para quepueda aplicar esta experiencia de desarrolloprofesional, portable y modular a otros productosque comercializa.

• Finalizar la Carrera de Especialización en SistemasEmbebidos dentro de los plazos estipulados. Figura 1. Solución actualmente ofrecida por el

cliente. Se muestra el controlador (UCLA) y la baliza de media intensidad.

Introducción


Solución propuesta

Microcontrolador

Sensor deCorriente

Receptor GPSSensor de luz

ambiental

Salidas de Alarmas(Contacto seco)

Salidas de Balizas(Etapa de potencia)

Display yteclado

Ethernet

Salidas de Alarmas(Modbus)

RTOS

Placa deControl

Placa de Potencia

Fuente deAlimentación

(DC-DC)

Fuente de Alimentación(VAC-VDC)

Unidad de Control de Lámpara Apagada (U.C.L.A.)

Cable coaxial hacia antena GPS

SCADA

WebServer Baliza de mediana intensidad

Figura 2. Solución propuesta que incorpora las funcionalidades requeridas por el cliente.

Microcontrolador

Sensor deCorriente

Receptor GPSSensor de luz

ambiental

Salidas de Alarmas(Contacto seco)

Salidas de Balizas(Etapa de potencia)

Display yteclado

Ethernet

Salidas de Alarmas(Modbus)

RTOS

Placa deControl

Placa de Potencia

Fuente deAlimentación

(DC-DC)

Fuente de Alimentación(VAC-VDC)

Unidad de Control de Lámpara Apagada (U.C.L.A.)

Cable coaxial hacia antena GPS

SCADA

WebServer Baliza de mediana intensidad

Introducción


Alcance

Figura 3. Se resaltan los bloques funcionales que se encuentran dentro del alcance del proyecto.

Modificación

Nuevas funciones


Interesados

Identificación y análisis de interesados


Rol Nombre y Apellido Departamento Puesto

Cliente Victor Alberto Curcio Radiosistemas S.R.L. Gerente General

Responsable Agustín Curcio Berardi - Estudiante CESE

Orientadores TBD - Profesor CESE

Usuario FinalOperadores de Parques

Eólicos- -


Requerimientos

Requerimientos del sistema


Hardware

1.1 Un único microcontrolador.

1.2 Display gráfico y teclado.

1.3 Interfaz Ethernet.

1.4 Interfaz Modbus RS-485.

1.5 Tensión de alimentación de 3,3 VDC.

1.6 Medición consumo antena GPS.

1.7 Medición de fusible actuado.

1.8 Alarma corte de energía.

Requerimientos del sistema


Software

2.1 Uso de sistema operativo de tiempo real (RTOS).

2.2 Idéntica lógica por la cual se encienden y apagan las balizas.

2.3 Web server embebido.

2.4 Código modular y portable.

2.5 Control de versiones.

2.6 Interfaz simple y fácil de usar.

https://player.vimeo.com/video/125514515?background=1&quality=720p&autoplay=1#t=7m15s


Diagrama AoN

Diagrama AoN


INICIO24/06/2019

1.1 Plan deproyecto

t = 20

1.2 Análisis defactibilidad

t = 10

1.3 Gestión decalidad

t = 10

2.1 Búsquedainformación stack

TCP/IP

t = 20

2.2 Búsquedainformación web

servers embebidos

t = 20

2.3 Búsquedainformación

protocolo Modbus

t = 20

2.4 Búsquedainformación display

gráfico

t = 10

3.1 Selección deplataformaembebida

t = 10

3.2 Seleccióndrivers de bajo

nivel y bibliotecas

t = 10

4.1 Diseño decomponentes

faltantes en CADPCBt = 10

4.2 Diseño dediagrama

esquemático

t = 20

4.3 Diseño decircuito impreso

t = 40

4.4 Fabricación decircuito impreso

t = 40

4.5 Ensamblado deprototipo

t = 10

4.6 Pruebas yverificación

t = 10

Planificacióndel proyecto

Investigaciónpreliminar

Desarrollo dehardware

Selección deplataforma ybibliotecas

Desarrollo desoftware

Integracióndel sistema

Procesosde cierre

Referencias

Caminocrítico

5.1 Desarrollobibliotecas de

display

t = 20

5.2 Desarrollobibliotecas de

teclado

t = 10

5.3 Desarrollobibliotecas para

implementar stackTCP/IPt = 25

5.4 Desarrollobibliotecas

comunicaciónModbus

t = 25

5.5 Desarrollo webserver /aplicación

web

t = 20

5.6 Desarrollobibliotecas manejo

de datos NMEA0183t = 25

5.7 Pruebasfuncionales de cada

módulo

t = 20

5.8 Corrección deerrores

t = 10

5.9 Integración detodas las tareas al

RTOS

t = 30

6.1 Integración defirmware a circuito

impreso

t = 20

6.2 Pruebasfuncionales del

sistema

t = 10

6.3 Corrección deerrores

t = 10

7.1 Confección delmanual de usuario

t = 20

7.2 Redacción dememoria de

proyecto

t = 60

7.3 Confección deinforme de avance

t = 10

7.4 Elaboración depresentación final

t = 20

FIN01/03/2020


Diagrama de Gantt y WBS


Riesgos

Riesgos


Riesgo Severidad Ocurrencia RPN Severidad* Ocurrencia* RPN*

1. No cumplir con los requerimientos que han sido acordados con el cliente.

9 7 63 9 3 27

2. Imprevistos laborales o académicos que dificulten cumplir con el cronograma de trabajo presentado.

8 6 48

3. Imposibilidad de cumplir con la fecha de entrega pactada.

10 5 50 10 2 20

4. Modificación de las políticas que regulan el comercio exterior, imposibilitando el ingreso de los insumos requeridos.

9 4 36

5. Cambios en el tipo de cambio, que generen la depreciación del peso argentino frente al dólar estadounidense.

8 9 72 8 2 16


Calidad

Calidad


Gestión de calidad - Hardware

REQ 1.1 El controlador deberá contar con un único microcontrolador que ejecute todas las tareas delmismo para reducir su complejidad y lograr un costo más competitivo.

Verificación: Se verificarán las hojas de datos de distintos microcontroladores para elegir uno que seacapaz de ejecutar RTOS y manejar todas las tareas del equipo.

Validación: Se realizará una prueba completa del equipo para demostrar que todas las funcionalidadesdel equipo son llevadas a cabo por un único microcontrolador.

REQ 1.3 Será necesario incorporar la interfaz Ethernet a la placa de control para dar soporte a lasfunciones de monitoreo remoto.

Verificación: Será necesario revisar las hojas de datos de circuitos integrados que gestionan la capa físicaasí como también requerimientos particulares de ruteo de pistas desde y hacia el conector RJ-45.

Validación: Se conectará la placa de control (DUT) a una computadora mediante un cable Ethernetcrossover. Se le asignará a la computadora la IP estática 192.168.0.1 y al DUT la IP 192.168.0.2. Seprocederá a medir el ping en la computadora. En caso de no existir inconvenientes, el mismo deberá sermenor o igual a 1 ms.

Calidad


Gestión de calidad - Software

REQ 2.2 La lógica por la cual se encienden y apagan las balizas deberá ser la misma que se vieneutilizando en los equipos actuales.

Verificación: Se solicitará al cliente una copia del código que actualmente se ejecuta en los controladorespara implementar la misma lógica en la nueva solución.

Validación: Se dispondrá de ambos equipos (la implementación actual y la futura) para medir medianteun analizador lógico los estados de salida de baliza en búsqueda de diferencias. Ambos equipos podráncompartir la misma fuente de alimentación.

REQ 2.3 Es necesario incorporar un web server embebido para monitorear de forma remota el equipo.Deberá tener un diseño claro y minimalista que permita a un operador conocer fácilmente el estadodel equipo en cualquier momento.

Verificación: Será necesario llevar a cabo una investigación sobre web servers embebidos para conocersus limitaciones y funcionalidades que podrán ser incorporadas al mismo.

Validación: Se conectará el equipo a una red local. En una computadora conectada a la misma red, seingresará la IP configurada en el DUT en el navegador web y se demostrará el funcionamiento.


¿Preguntas?

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¡Muchas gracias!

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