基于PLC日軌計算的太陽跟蹤控制優(yōu)化

□徐佳輝

（西京學院 陜西 西安 710123）

基于PLC日軌計算的太陽跟蹤控制優(yōu)化

□徐佳輝

（西京學院 陜西 西安 710123）

本文主要對光伏電池板跟蹤控制系統(tǒng)的構(gòu)架和控制原理進行了闡述，分析了PLC太陽軌跡計算及其精度，對光伏電池板跟蹤太陽以實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率提高的控制方法進行了探討。

PLC日軌計算；跟蹤控制；優(yōu)化

前言

現(xiàn)階段，通常采用光伏電池板對太陽進行跟蹤，以實現(xiàn)光伏電池板光電轉(zhuǎn)換率的提高。過去大多采用單片機控制實現(xiàn)光伏電池板對太陽的跟蹤。單片機控制具有較低的價格，但是受自身器件質(zhì)量和結(jié)構(gòu)布局等因素影響，單片機的抗干擾能力較差，且故障頻發(fā)，對環(huán)境具有較強的依賴性。PLC具有模塊化的結(jié)構(gòu)和較強的抗干擾能力，不易產(chǎn)生故障，便于對設(shè)備進行維護和擴展，因而逐漸得到廣泛的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的光伏電池板跟蹤太陽控制過程中，不具備較高的系統(tǒng)控制精度，因而，對系統(tǒng)控制要求，不能很好地實現(xiàn)滿足。對于光伏電池板的而言，無法對其相對位置實施切實有效的實時監(jiān)測。

1 太陽自動跟蹤控制系統(tǒng)

1.1 太陽自動跟蹤控制系統(tǒng)概述

太陽自動跟蹤控制系統(tǒng)由一系列設(shè)備組成。在該控制系統(tǒng)中，具有旋轉(zhuǎn)高角方位和水平方位功能的設(shè)備是支架；判斷支架是否與實現(xiàn)與太陽對正的設(shè)備，是光電傳感器；對支架高度角與原點位置、支架方位角與原點位置進行記錄的設(shè)備，是編碼器；實現(xiàn)對跟蹤累計誤差消除的設(shè)備，是光耦開關(guān)；讀取外部數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行運算處理的設(shè)備，是PLC機，該設(shè)備能通過輸出信號來控制驅(qū)動電機，確保支架與太陽的對正。太陽自動跟蹤控制系統(tǒng)，對于太陽軌跡的變化，會在設(shè)定的時間周期內(nèi)，掃描輸出端口并作出準確的判斷，控制驅(qū)動電機，實現(xiàn)支架朝向的改變。

現(xiàn)在大多采用開環(huán)控制實現(xiàn)光伏電池板對太陽的跟蹤。這種控制方式對于支架朝向，不能進行很好的監(jiān)控，也不具備良好的反饋效果，導(dǎo)致光伏電池板的光電轉(zhuǎn)換率受到較為嚴重的影響。因此，將一組編碼器和光耦開關(guān)配置在太陽自動跟蹤控制系統(tǒng)中，有利于消除支架位置的累計誤差，還能增強對支架朝向監(jiān)測的實時效果。

1.2 控制系統(tǒng)原理

光電傳感器是該系統(tǒng)主回路中的重要設(shè)備，能實現(xiàn)對太陽的跟蹤。元器件常易受到天氣變化和自身局限因素的影響，因此，對于控制系統(tǒng)而言，為確保控制效果，需要對太陽的軌跡進行計算。在太陽自動跟蹤控制系統(tǒng)的運行中，太陽光被遮擋會影響光電傳感器對信號的接收，導(dǎo)致信號就會較弱，導(dǎo)致跟蹤支架偏離。通過采用PLC進行對太陽軌跡的計算，實現(xiàn)與編碼器讀取的數(shù)據(jù)進行比較，控制驅(qū)動電機實現(xiàn)對太陽的繼續(xù)跟蹤。通過應(yīng)用日軌計算指令，可以充分利用日軌跟蹤控制系統(tǒng)，對太陽方位角進行計算，實現(xiàn)對支架定位跟蹤的控制，還能將支架復(fù)位到設(shè)定的任意位置。

結(jié)束語

現(xiàn)階段，大多采用單軸跟蹤的方式實現(xiàn)光伏電池板對太陽的自動跟蹤，只有少數(shù)采用雙軸跟蹤的方式。光伏電池板對太陽的跟蹤過程，主要是通過光伏電池板實現(xiàn)對太陽的實時對正，從而實現(xiàn)最大化的電轉(zhuǎn)換效率。研究顯示，僅僅通過光電傳感器和普通PLC不能實現(xiàn)閉環(huán)回路的形成，無法確保太陽自動跟蹤控制系統(tǒng)具有較高的跟蹤精度，無法很好滿足控制要求。另外，也不能實時監(jiān)控光伏電池板的相對位置。因此，通過編碼器，可以改善對數(shù)據(jù)的采集和反饋效果，通過光耦開關(guān)，可以有效地進行對監(jiān)控數(shù)據(jù)累計誤差的消除，將PLC太陽軌跡計算指令引入，有利于實現(xiàn)優(yōu)化互補控制程序，確保跟蹤支架的全天候正常運行，實現(xiàn)對光電轉(zhuǎn)化率的提高。

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1004-7026（2017）08-0060-01

TM914.4

A

徐佳輝（1995,5-），男，陜西 榆林，西京學院，機電一體化專業(yè)。

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.08.049