一种塔式太阳能热发电系统中定日镜跟踪控制装置及其控制方法.pdfVIP

学兔兔 学兔兔 ResearchDiscussion (经纬度)、集热器的位置 以及和定 日镜的距离关 系等计算定 日镜的控制方 向，即 “开环”控制，它 的缺点是存在累积误差。传感器控制方式，是由传 感器 (通常为光电跟踪传感器 )实时测出入射太阳 辐射的方 向，以此控制跟踪机构的运动，它的缺点 是在多云的条件下难以找到反射镜面正确定位的方 向。程序、传感器混合控制方式实际上就是 以程序 控制为主，采用传感器实时监测作反馈的 “闭环” 控制方式，这种控制方式对程序进行 了累积误差修 正，使之在任何气候条件下都能得到稳定而可靠的 跟踪控制 。 目前广泛采用 的跟踪控制方式是 “开 图2定 日镜跟踪控制装置硬件示意图 环”方式，即利用时钟来控制定 日镜的转动角度 。 2_2．1主要控制原理 而 “闭环”控制方式 由于成本和可靠性等问题，一 采用双轴跟踪控制 ，分别为立轴和横轴机构 ， 直没有被规模化正式使用。 控制定 日镜方位角和高度角方向的转动。控制定 日 2定日镜 “开闭环”结合跟踪控制装置及方法 镜运动行程 的DPU控制器 ，是一个DCS系统的分布 2．1定 日镜跟踪控制装置 处理单元 ，该单元根据给定的太 阳角运动公式和控 定 日镜跟踪控制装置 ，由主控制器和闭环跟踪 制方式 ，为执行机构提供定 日镜跟踪太阳轨迹运动 传感器两部分组成。主控制器包括 ：DPU控制器、 的设定值 ，相当于进行了 “开环”控制 ，然后将定 与定 日镜连接 的执行机构以及一个在DPU控制器 日镜的实际位置值与设定值比较，根据比较结果通 与执行机构之间对传输数据进行通讯转换的DCS模 过执行机构使定 日镜运动到精确的给定位置；太 阳 件 ，使定 日镜 自动跟踪太 阳轨迹运动 ，RTC实时时 角运动公式，是可提供太阳随着时间变化，太阳光 钟、数字信号输入输出单元、模拟信号输人单元、 照射到指定位置的太阳高度角和太阳方位角的公 信号放大电路、外部存储器、人机界面装置和显示 式 ；控制方式 ，是依据太 阳在经度和纬度方 向上运 装置、看门狗电路、异步电机、一路串口通信接 口 动的高度角和方位角的设定值，通过设置两个解耦 与监控计算机通信，一路串口通信接 口与方位角和 的闭环控制回路 ，将定 日镜跟踪过程 中的高度角和 高度角编码器通信。其中，DSP控制电路分别与数 方位角的位置值，分别按照设定的经度函数x(t)和 字信号输入输出单元、模拟信号输入单元、外部存 纬度函数Y(t)进行 比较，控制定 日镜的跟踪 。所速 储器 、人机界面装置和显示装置、看 门狗 电路 、 的与定 日镜连接 的执行机构，是一个可提供定 日镜 RTC实时时钟以及两路串口通信接 口相连接。监控 的高度角和方位角的位置值和对定 日镜的高度角和 计算机通过光电隔离RS485接口与DPU控制器相连， 方位角进行控制的智能远程测控装置；对传输数据 完成各种控制命令的发送，包括定 日镜返回原点命 进行通讯转换的DCS模件 ，是MODBUS与CAN的协 令、翻转命令、等待点跟踪命令、接受靶跟踪命令 议转换模件，MODBUS与CAN的协议转换模件有两 和实时状态查询命令等，并实现计算太阳光线高度 个，一个用于定 日镜纬度方向上控制数据传输的转 角和方位角的功能。闭环跟踪传感器将入射的太阳 换，一个用于定 日镜经度方向上控制数据传输 的转