基于PLC日轨计算的太阳跟踪控制优化

□徐佳辉

（西京学院 陕西 西安 710123）

基于PLC日轨计算的太阳跟踪控制优化

□徐佳辉

（西京学院 陕西 西安 710123）

本文主要对光伏电池板跟踪控制系统的构架和控制原理进行了阐述，分析了PLC太阳轨迹计算及其精度，对光伏电池板跟踪太阳以实现光电转换效率提高的控制方法进行了探讨。

PLC日轨计算；跟踪控制；优化

前言

现阶段，通常采用光伏电池板对太阳进行跟踪，以实现光伏电池板光电转换率的提高。过去大多采用单片机控制实现光伏电池板对太阳的跟踪。单片机控制具有较低的价格，但是受自身器件质量和结构布局等因素影响，单片机的抗干扰能力较差，且故障频发，对环境具有较强的依赖性。PLC具有模块化的结构和较强的抗干扰能力，不易产生故障，便于对设备进行维护和扩展，因而逐渐得到广泛的应用。在传统的光伏电池板跟踪太阳控制过程中，不具备较高的系统控制精度，因而，对系统控制要求，不能很好地实现满足。对于光伏电池板的而言，无法对其相对位置实施切实有效的实时监测。

1 太阳自动跟踪控制系统

1.1 太阳自动跟踪控制系统概述

太阳自动跟踪控制系统由一系列设备组成。在该控制系统中，具有旋转高角方位和水平方位功能的设备是支架；判断支架是否与实现与太阳对正的设备，是光电传感器；对支架高度角与原点位置、支架方位角与原点位置进行记录的设备，是编码器；实现对跟踪累计误差消除的设备，是光耦开关；读取外部数据，对数据进行运算处理的设备，是PLC机，该设备能通过输出信号来控制驱动电机，确保支架与太阳的对正。太阳自动跟踪控制系统，对于太阳轨迹的变化，会在设定的时间周期内，扫描输出端口并作出准确的判断，控制驱动电机，实现支架朝向的改变。

现在大多采用开环控制实现光伏电池板对太阳的跟踪。这种控制方式对于支架朝向，不能进行很好的监控，也不具备良好的反馈效果，导致光伏电池板的光电转换率受到较为严重的影响。因此，将一组编码器和光耦开关配置在太阳自动跟踪控制系统中，有利于消除支架位置的累计误差，还能增强对支架朝向监测的实时效果。

1.2 控制系统原理

光电传感器是该系统主回路中的重要设备，能实现对太阳的跟踪。元器件常易受到天气变化和自身局限因素的影响，因此，对于控制系统而言，为确保控制效果，需要对太阳的轨迹进行计算。在太阳自动跟踪控制系统的运行中，太阳光被遮挡会影响光电传感器对信号的接收，导致信号就会较弱，导致跟踪支架偏离。通过采用PLC进行对太阳轨迹的计算，实现与编码器读取的数据进行比较，控制驱动电机实现对太阳的继续跟踪。通过应用日轨计算指令，可以充分利用日轨跟踪控制系统，对太阳方位角进行计算，实现对支架定位跟踪的控制，还能将支架复位到设定的任意位置。

结束语

现阶段，大多采用单轴跟踪的方式实现光伏电池板对太阳的自动跟踪，只有少数采用双轴跟踪的方式。光伏电池板对太阳的跟踪过程，主要是通过光伏电池板实现对太阳的实时对正，从而实现最大化的电转换效率。研究显示，仅仅通过光电传感器和普通PLC不能实现闭环回路的形成，无法确保太阳自动跟踪控制系统具有较高的跟踪精度，无法很好满足控制要求。另外，也不能实时监控光伏电池板的相对位置。因此，通过编码器，可以改善对数据的采集和反馈效果，通过光耦开关，可以有效地进行对监控数据累计误差的消除，将PLC太阳轨迹计算指令引入，有利于实现优化互补控制程序，确保跟踪支架的全天候正常运行，实现对光电转化率的提高。

[1]李强,修强,宋柳.基于PLC日轨计算的太阳跟踪控制优化[J].机电一体化,2015(6):55-58.

[2]陈维,李戬洪.太阳能利用中的跟踪控制方式的研究[J].能源工程,2003(3):18-21.

[3]张翠云,陈学永,陈仕国,等.基于PLC的双轴太阳能跟踪控制系统设计[J].福州大学学报,2013(6):1051-1055.

1004-7026（2017）08-0060-01

TM914.4

A

徐佳辉（1995,5-），男，陕西 榆林，西京学院，机电一体化专业。

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