Описание проекта

4.3 Общие сведения

Полное наименование АС: Адаптивная солнечная панель

Разработчик АС: студенты ТИУ группы АТПб-24-2.

Плановые сроки работ: Начало: 05.02.2026; Окончание: 25.05.2026.

Источники финансирования: Тюменский Индустриальный университет, стипендия, личные расходы.

4.4 Цели и назначение создания автоматизированной системы

4.4.1 Цели создания АС

Технические цели: Адаптивная зарядка от батареи с помощью солнечной панели и использование сервопривода с ПЛК.

Экономические цели: Экономия электроэнергии.

Критерии оценки: Автоматизированная система зарядки аккумулятора с помощью ПЛК, сервопривода, датчиков: освещённости, контроллера солнечной зарядки.

4.4.2 Назначение АС:

Система предназначена для использования в качестве лабораторного стенда, а также в перспективе — для энергоснабжения маломощных автономных потребителей.

4.5 Характеристика объекта автоматизации

Основные сведения: Объектом автоматизации является опытная солнечная панель мощностью до 7 Вт

Условия эксплуатации:

Температура окружающего воздуха: от +1°С до +25°С.

Тип атмосферы: условно чистая ясная погода (городская).

Физическая защита: IP20 (Защита от прикосновения пальцев, но не защищено от влаги. Обычная техника для сухих офисов).

4.6 Требования к автоматизированной системе

4.6.1 Требования к структуре АС в целом:

Перечень подсистем:

Механическая подсистема: Запуск самой системы через ПЛК.

Подсистема управления: Контроллеры солнечной зарядки, датчики освещенности.

Подсистема энергомониторинга: OLED дисплей.

Режимы функционирования: Цикличный режим работы. Заряд аккумулятора до периода времени пока падает солнце или не зарядится сам аккумулятор.

Диагностирование: провести физическую диагностику: зрительно проверить включены ли все компоненты системы, электрические замеры: проверка силы тока, сопротивления, напряжения. Активное диагностирование: с помощью ПЛК проверяем работу сервопривода на работу.

Перспективы развития: множество вариций интегрирования системы в повседневной жизни: освещение в комнате, закрытие жалюзей, зарядка любого устройства.

4.6.2 Требования к функциям (задачам), выполняемым АС:

Адаптивная солнечная панель: зарядка аккумулятора с помощью солнечной энергии, преобразование солнечной энергии в электрическую. Обеспечение удержание угла отклонения от нормали к солнцу не более ±2°. Передача данных о текущем напряжении, токе, мощности и угле наклона на дисплей.

4.6.3 Требования к видам обеспечения АС

4.6.3.1 Программное обеспечение:

Системное ПО: Среда разработки Arduino IDE.

Прикладное ПО (разрабатываемое): Скетч (прошивка) для микроконтроллера, реализующий логику слежения через C++.

Покупное ПО: Не требуется (используются бесплатные библиотеки с открытым исходным кодом).

4.6.3.2 Техническое обеспечение

Состав:

Солнечная панель: 12V, 3Вт.

Контроллер: Плата Arduino NANO.

Датчики: BH1750 GY-302 (4шт), INA219 (3шт).

4.6.3.3 Метрологическое обеспечение

Диапазон измерения тока: 0 - 3,2А (для датчика тока).

Диапазон измерения напряжения: 0 - 5В.

Метрологическая экспертиза технической документации в рамках учебного процесса не требуется.

4.6.3.4 Методическое обеспечение:

При разработке должны применяться стандарты серии ГОСТ 34, ГОСТ 19, ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207, а также внутренние регламенты разработчика.

4.7 Состав и содержание работ по созданию АС

Этап 1. Техническое проектирование: (2 нед.) Разработка и утверждение архитектуры, прототипов интерфейсов.

Этап 2. Разработка: (2 мес.) Кодирование, модульное тестирование.

Этап 3. Комплексные испытания: (1 мес.) Стендовые и приемочные испытания.

Этап 4. Пилотная эксплуатация: (1 нед.) Внедрение в ограниченном контуре.

Этап 5. Сопровождение: Начало после подписания акта приемки.

4.8 Порядок разработки АС

Исходные данные: Настоящее ТЗ, реестр требований.

Документы по этапам: По окончании каждого этапа представляется отчет (технический проект, программа и методики испытаний).

Экспертиза ТД: Создание Тех. Документа и его проверка.

Гарантийные обязательства: Гарантия на работу ПО — 12 месяцев с даты ввода в промышленную эксплуатацию.

Программа метрологического обеспечения: Не требуется.

4.9 Порядок контроля и приемки АС

Виды испытаний: Предварительные (у разработчика) и приемочные (у заказчика). Включают функциональное, нагрузочное и тестирование безопасности.

Приемочная документация: Акт приемочных испытаний, комплект программной документации.

Статус комиссии: Ведомственная приемочная комиссия, сформированная заказчиком.

4.10 Требования к подготовке объекта автоматизации к вводу АС

Организационные мероприятия: Назначение пользователей нашей системы.

Технические мероприятия: Наладка системы работоспособности.

Обучение: Проведение обучающих семинаров и инструктажей для конечных пользователей.

4.11 Требования к документированию

Перечень документов: Руководство пользователя, Описание программы, Технический проект, Программа и методики испытаний.

Вид представления: Электронный вид (PDF), бумажный экземпляр — 1 комплект.

Требования по ЕСКД/ЕСПД: Документация должна разрабатываться с учетом требований ЕСПД.

4.12 Источники разработки

ГОСТ 34.602-2020.

Реестр требований нашего проекта.

Интернет ресурсы с информацией о комплектующих для создания нашей системы.

Пульс