和利时PLC控制的太阳能自动跟踪系统.docx
和利时PLC控制的太阳能自动跟踪系统xuliyuan导语：基于可编程逻辑控制器PLC的太阳能电池板自动跟踪系统，包括硬件和软件两局部，其中硬件包括PLC输入输出端口、信号处理单元、驱动局部摘要为了更好的利用太阳能，自动跟踪系统越来越多的应用于太阳能行业中。基于可编程逻辑控制器PLC的太阳能电池板自动跟踪系统，包括硬件和软件两局部，其中硬件包括PLC输入输出端口、信号处理单元、驱动局部；软件包括PLC的控制和监控程序两局部。太阳能电池板自动跟踪系统使光伏电池板能实时跟踪太阳照顾，进而最大限度的获得太阳能，有效地进步太阳能的利用率和光伏发电系统的效率，降低了光伏并网发电本钱，具有理论研究意义和应用推广价值。关键词LMPLC太阳能自动跟踪系统ThesolarpanelsAutomaticTrackingsystembasedonLMPLCFanzhansongBeijingHollysysAutomationDriveLtd.,Co，100176AbstractInodertomakebetteruseofsolarenergy,moreandmoreautomatictrackingsystemareusedinthesolarindustry.Thesolarpanelstrackingsystembasedonprogrammablelogiccontrollersincludinghardwareandsoftwareparts.Thehardwareinputandoutputportsofhardware,signalprocessingunit,drivingpart;softwareincludetwopartswhichPLCcontrolandmonitoringprogram.Thephotovoltaicmoduleinthesystemcantrackthesunsimultaneously,thenthemaximumsunenergywillbeobtained,whichhaseffectivelyimprovedtheutilizationratioofsolarenergyandefficiencyofphotovoltaicpowergenerationsystemandhasreducedthecostofgrid-connectedPVpowergenerationwithsignificancesoftheoriesresearchandapplicationvaluesofapplicationspromotion.KeyWordsLMPLCSolarAutomaticTrackingsystem1引言开发新能源和可再生资源是全世界面临的共同课题，在新能源中，太阳能发电已成为全球开展最快的技术。太阳能作为一种清洁无污染的能源，开发前景特别广阔。然而由于太阳存在着间隙性，光照强度随着时间不断变化等问题，这对太阳能的采集和利用装置提出了更高的要求。目前很多太阳能电池板阵列根本都是固定的，不能充分利用太阳能资源，发电效率低下。据测试，在太阳能电池板阵列中，一样条件下采用自动跟踪系统发电设备要比固定发电设备的发电量进步35%左右。所谓太阳能跟踪系统是能让太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，能显著进步太阳能光伏组件的发电效率。目前市场上所使用的跟踪系统按照驱动装置分为单轴太阳能自动跟踪系统和双轴太阳能自动跟踪系统。所谓单轴是指仅可以程度方向跟踪太阳，在高度上根据地理和季节的变化人为的进展调节固定，这样不仅增加了工作量，而且跟踪精度也不够高。双轴跟踪可以在程度方位和高度两个方向跟踪太阳轨迹，显然双轴跟踪优于单轴跟踪。从控制手段上系统可分为传感器跟踪和视日运动轨迹跟踪程序跟踪。传感器跟踪是利用光电传感器检测太阳光线是否偏离电池板法线，当太阳光线偏离电池板法线时，传感器发出偏向信号，经放大运算后控制执行机构，使跟踪装置从新对准太阳。这种跟踪装置，灵敏度高，但是碰到长时间乌云遮日那么会影响运行。视日运动轨迹跟踪，是根据太阳的实际运行轨迹，按照预定的程序调整跟踪装置。这种跟踪方式可以全天候实时跟踪，其精度不是很高，但是符合运行情况，应用较广泛。从主控单元类型上可以分为PLC控制和单片机控制。单片机控制程序在出厂时由专业人员编写开发，一般设备厂家不易再次进展开发和参数设定。而学习使用PLC比拟轻易，通过PLC厂家技术人员的培训，设备使用厂家的技术人员可以很方便的学会简单的调试和编写，并且PLC可以提供多种通讯接口，通讯组网也比拟方便简单。2系统硬件设计本系统是以PLC主控单元的视日运动轨迹控制程序控制双轴自动跟踪系统，视日运动轨迹跟踪就是利用PLC控制单元相应的公式和算法，计算出太阳的实时位置：太阳方位角和太阳高度角，然后发出指令给执行机构，进而驱动太阳能跟踪装，以到达对太阳实时跟踪的目的。2-1方位角高度角示意图：-高度角-方位角太阳在天空中的位置可以由太阳高度角和太阳方位角来确定。太阳高度角又称太阳高度、太阳俯仰角，是指太阳光线与地表程度面得之间的夹角。太阳方位角即太阳所在的方位，是指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可以近似看作是树立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方向的夹角。太阳方位角和高度角的实时数值可以通过地理经纬度、时区参数利用公式计算出来。主控单元是太阳能跟踪系统的核心部件，系统选用构造紧凑。配置灵敏、指令丰富的和利时LMPLC。选用的配置包括LM3108CPU模块和LM3310扩展模块。LM3108集成为数字量24DI和16DO，能知足要求，通讯集成有RS232和RS485两个通讯接口，RS232用于与上位文本显示器通讯，RS485可用于组网使用。LM3310为四通AI模块，可用于收集风速等保护数据。配合和利时HD2400L文本显示器使用，可以监视运行状态、改变参数设置，以到达控制目的。
