PLC双轴伺服太阳能跟踪系统的设计+CAD图纸+梯形图(5)

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普通民用太阳追踪的装置，如97年美国的Blackace研制出来的单轴太阳跟踪器，其完成了东西方向的自动跟踪，而南北方向的跟踪则需要通过手动来进行调节，该接收器的接收效率也仅提高了15% 。在1998年，美国加州成功的研制出了ATM两轴跟踪器，该装置在太阳能面板上装有可以集中阳光的涅耳透镜，这样就可以使得小块的太阳能面板可以收集得到更多的能量，从而使得接收效率得以进一步的提高。JoeI.H.Goodman研制出了活动的太阳能方位跟踪装置，该装置通过大直径的回转台太阳能接收器能够从东到西的跟踪太阳，这个方位的跟踪器具有大直径的轨迹，通风窗体则是白昼光照鼓膜式的结构窗体，成排的太阳能收集器可以从东到西的跟踪太阳，从而来提高夏季能量的获取率。2002年2月，美国亚利桑那大学推出了一种新型的太阳能跟踪装置，该装置通过控制电机完成跟踪，采用铝型材框架结构，其结构紧凑重量轻，大大的拓宽了跟踪器的应用领域。然而这些普通的民用太阳追踪装置，都普遍存在一个问题那就是是精度差。

我们的市场特别需要一种追踪范围广，精度高，而原理结构却简单的可以方便使用的太阳追踪装置，并希望尽快的将这一技术转化为生产力，从而来推动太阳能的普及和利用，拓宽我们对于太阳能的应用的领域[10]。

1.4 本文研究的内容

本文研究的太阳能跟踪系统是以西门子s7-200 PLC为控制核心的自动控制系统，全系统主要包括传感器模块，软件控制模块以及执行器件模块三部分组成，

主要有：

1.4.1 传感器

通过光敏传感器来感受太阳光的变化，从而产生相应的电流，通过电路向PLC中发出相应的电平，从而来控制系统角度的变化。

1.4.2 软件控制

PLC根据检测到的不同电平的变化，通过运算向执行器件发出信号来选择要执行任务的电机以及向该电机发送脉冲和方向控制的信号。

1.4.3 执行器件

通过步进电机驱动器接收脉冲及方向信号输出信号到步进电机中，从而控制步进电机的转动，来实现对太阳的跟踪。

1.5 本章小结

本章简单介绍了选择本课题的背景，太阳能发展利用的现状，以及本课题研究的目的意义，现状以及对本文内容作大概的概述。

第二章太阳跟踪算法

2.1 太阳跟踪算法概述

太阳天文参数的计算方法众多，在最常用的方法中，假设了时差与日地距离等参数是年与年之间是没有变化的。然而实际上，这些参数不仅在年与年间有变化，有的时候变化还特别的明显。因此在选取跟踪算法是应当充分的考虑这些参数的变化对于我们多要求的精度的影响。

1998年Jean Meeus出版的《天文算法》一书中，该书详细的介绍了太阳位置计算的天文算法。这种算法在2000年前后1000年的范围内的累计误差不会大于0.0003°，完全可以满足我们对于太阳跟踪的需求。NERL所发表的《Solar Position Algorithm for Solar Radiation Applications》报告中，指出了在基于天文算法的SPA算法中，太阳方位角和高度角的误差完全可以很好的控制在±0.0003°之内。虽然精度很高，可是这样高精度的算法却使得整个计算过程变的尤其的复杂，其中的某些参数的修正系数有时候就要计算个上百次，这样大大地增加了计算过程以及计算的总量。因而，在实际的使用过程中给我们的编程工作带来了极大的难题。而且在PLC的编程中，因为PLC在计算上没有什么优势，一次所编辑出来的程序将变得更为复杂。所以在实际的使用中我们应该考虑其他的精度较高，但是计算简单的算法。