基于PLC日軌計算的太陽跟蹤控制優化

□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的構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光電轉換效率提高的控制方法進行了探討。

PLC日軌計算；跟蹤控制；優化

前言

現階段，通常采用光伏電池板對太陽進行跟蹤，以實現光伏電池板光電轉換率的提高。過去大多采用單片機控制實現光伏電池板對太陽的跟蹤。單片機控制具有較低的價格，但是受自身器件質量和結構布局等因素影響，單片機的抗干擾能力較差，且故障頻發，對環境具有較強的依賴性。PLC具有模塊化的結構和較強的抗干擾能力，不易產生故障，便于對設備進行維護和擴展，因而逐漸得到廣泛的應用。在傳統的光伏電池板跟蹤太陽控制過程中，不具備較高的系統控制精度，因而，對系統控制要求，不能很好地實現滿足。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測。

1 太陽自動跟蹤控制系統

1.1 太陽自動跟蹤控制系統概述

太陽自動跟蹤控制系統由一系列設備組成。在該控制系統中，具有旋轉高角方位和水平方位功能的設備是支架；判斷支架是否與實現與太陽對正的設備，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備，是編碼器；實現對跟蹤累計誤差消除的設備，是光耦開關；讀取外部數據，對數據進行運算處理的設備，是PLC機，該設備能通過輸出信號來控制驅動電機，確保支架與太陽的對正。太陽自動跟蹤控制系統，對于太陽軌跡的變化，會在設定的時間周期內，掃描輸出端口并作出準確的判斷，控制驅動電機，實現支架朝向的改變。

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

1.2 控制系統原理

光電傳感器是該系統主回路中的重要設備，能實現對太陽的跟蹤。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，導致信號就會較弱，導致跟蹤支架偏離。通過采用PLC進行對太陽軌跡的計算，實現與編碼器讀取的數據進行比較，控制驅動電機實現對太陽的繼續跟蹤。通過應用日軌計算指令，可以充分利用日軌跟蹤控制系統，對太陽方位角進行計算，實現對支架定位跟蹤的控制，還能將支架復位到設定的任意位置。

結束語

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

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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。

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