机械调零可以分为以下几个步骤:
[0065]第一步，在太阳能发电装置的每一轴的零点位置和两个极限位置分别放置一个霍尔传感器开关；
[0066]第二步，主控制器通过网关向多台驱动器发送调零指令；
[0067]第三步，驱动器驱使电机转动，从而带动与该驱动器相对应的装置的两轴转动；
[0068]第四步，当装置运行到霍尔传感器开关位置时，霍尔传感器开关发出上升沿信号，驱动器控制电机做出相应动作；
[0069]第五步，当装置运行到两个极限位置时，电机向相反方向运转，当运行到零点位置时，电机停止运转，实现两轴的机械调零。
[0070]S5，进行开环跟踪:主控制器读取RTC模块数据，计算太阳当前方位，并控制水平轴电机和俯仰轴电机使装置主光轴对准太阳方位；
[0071 ] S6，进行闭环跟踪:主控制器通过数模转换模块读取热电偶传感器数据，对热电偶传感器输出电压模拟量采样，主控制器根据热电偶传感器输出电压的大小，计算得到碟架主光轴与太阳真实方位角偏差，并控制电机对此偏差进行修正；
[0072]S7,主控制器读取雨量传感器数据，如果雨量值高于雨量阈值，则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态，直至雨量值低于雨量阈值时，退出风暴停止状态；如果雨量值低于雨量阈值，执行步骤S8 ;
[0073]S8,主控制器读取风速传感器数据，如果风速值高于风速阈值，则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态，直至风速值低于风速阈值时，退出风暴停止状态；如果风速值低于风速阈值，执行步骤S9 ;
[0074]S9，主控制器读取光照强度传感器数据，如果光照强度值低于光照强度阈值，主控制器控制俯仰轴电机偏移一固定角度后停止跟踪，直至光照强度值高于光照强度阈值后恢复角度继续跟踪，这里的固定角度为预先系统设置好的已知角度；如果光照强度值高于光照强度阈值，执行步骤S10;
[0075]S10，主控制器判断是否达到调整时间间隔T，如果没有，则重复执行步骤S7-S9，如果达到调整时间间隔T，则执行步骤S5-S9。
[0076]该方法能自主实现开环跟踪和闭环跟踪；开环跟踪主要根据当前跟踪装置的地理信息及时间信息，得到当前的太阳的实际方位，然后检测出当前装置主光轴指向方位，由控制系统计算出两轴需要偏移角度，并控制电机转动使装置主光轴指向当前太阳真实方位。同时主控制器可直接通过网关串口输入指令控制驱动器从而控制电机运行，实现了单台跟踪控制装置控制多台发电装置同时工作，降低了建设成本，便于维护。
[0077]本方法中，主控制器可直接通过网关串口输入指令控制驱动器从而控制电机运行，实现了单主控制器控制多台太阳能跟踪装置运行，极大的减小了硬件成本。
[0078]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0079]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统，其特征在于，包括主控制器、RTC模块、GPS模块、传感器模块、模数转换模块、网关、电机以及驱动器模块； 所述GPS模块、传感器模块、模数转换模块输出端均连接至所述主控制器输入端，所述RTC模块与所述主控制器双向连接，所述主控制器通过网关与N个驱动器模块双向连接，N为正整数； 所述传感器模块包括环境传感器、热电偶传感器和霍尔传感器，所述环境传感器输出端连接主控制器的输入端，所述热电偶传感器输出端连接模数转换模块的输入端，所述霍尔传感器输出端连接驱动器模块，所述驱动器模块输出端连接所述电机，所述驱动器模块根据霍尔传感器所发出的信号控制电机停止或转动。2.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述热电偶传感器圆周等分地排列于所述太阳能发电装置的发动机气筒壁上。3.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述霍尔传感器安装于所述太阳能发电装置每一轴的零点位置以及两轴的极限位置。4.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述环境传感器包括日照强度传感器、风速传感器、雨量传感器、角度传感器和旋转变压器。5.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述电机包括水平轴电机和俯仰轴电机。6.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统，其特征在于，还包括远程采集监控模块，所述远程采集监控模块包括数据采集器和远程PC。7.根据权利要求1所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统，其特征在于，还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括显示屏、键盘和摇杆，所述显示屏输入端连接所述主控制器输出端，所述键盘输出端连接主控制器输入端，所述摇杆输出端连接主控制器输入端，所述主控制器根据摇杆输入的参数控制电机带动碟架运转。8.基于权利要求1-7所述的用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统的太阳跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤: SI，太阳跟踪控制系统初始化，设置太阳能发电装置两轴的调整时间间隔T ; S2，太阳跟踪控制系统进行自检，如系统出现故障，则通知工作人员排除故障，如无故障则进行步骤S3 ; S3，主控制器开启并读取GPS模块数据，对RTC模块进行校正，校正完毕后GPS模块关闭； S4，主控制器通过网关向驱动器发送指令，驱使电机转动，对太阳能发电装置的两轴机械调零； S5，进行开环跟踪:主控制器读取RTC模块数据，计算太阳当前方位，并控制水平轴电机和俯仰轴电机使装置主光轴对准太阳方位； S6，进行闭环跟踪:主控制器通过数模转换模块读取热电偶传感器数据，对热电偶传感器输出电压模拟量采样，主控制器根据热电偶传感器输出电压的大小，计算得到碟架主光轴与太阳真实方位角偏差，并控制电机对此偏差进行修正； S7，主控制器读取雨量传感器数据，如果雨量值高于雨量阈值，则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态，直至雨量值低于雨量阈值时，退出风暴停止状态；如果雨量值低于雨量阈值，执行步骤S8 ; S8,主控制器读取风速传感器数据，如果风速值高于风速阈值，则主控制器控制俯仰轴电机进入风暴停止状态，直至风速值低于风速阈值时，退出风暴停止状态；如果风速值低于风速阈值，执行步骤S9 ; S9，主控制器读取光照强度传感器数据，如果光照强度值低于光照强度阈值，主控制器控制俯仰轴电机偏移一固定角度后停止跟踪，直至光照强度值高于光照强度阈值后恢复角度继续跟踪；如果光照强度值高于光照强度阈值，执行步骤SlO ; S10，主控制器判断是否达到调整时间间隔T，如果没有，则重复执行步骤S7-S9，如果达到调整时间间隔T，则执行步骤S5-S9。9.根据权利要求8所述的基于用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统的太阳跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤: S4-1，在太阳能发电装置的每一轴的零点位置和两个极限位置分别放置一个霍尔传感器开关; S4-2，主控制器通过网关向多台驱动器发送调零指令； S4-3，驱动器驱使电机转动，从而带动与该驱动器相对应的装置的两轴转动； S4-4，当装置运行到霍尔传感器开关位置时，霍尔传感器开关发出上升沿信号，驱动器控制电机做出相应动作； S4-5，当装置运行到两个极限位置时，电机向相反方向运转，当运行到零点位置时，电机停止运转，实现两轴的机械调零。
【专利摘要】本发明提出了一种用于碟式太阳能发电装置的太阳跟踪控制系统及控制方法，该控制系统包括主控制器、RTC模块、GPS模块、传感器模块、模数转换模块、网关、电机以及驱动器模块；所述GPS模块、传感器模块、模数转换模块输出端均连接至所述主控制器输入端，所述RTC模块与所述主控制器双向连接，所述主控制器通过网关与N个驱动器模块双向连接，N为正整数；所述传感器模块包括环境传感器、热电偶传感器和霍尔传感器，所述环境传感器输出端连接主控制器的输入端，所述霍尔传感器输出端连接驱动器模块，所述驱动器模块输出端连接所述电机。本发明在对太阳的跟踪上具有高精度、高可靠性、低成本的特点。
【IPC分类】G05D3/12
【公开号】CN104932543
【申请号】CN201510260604
【发明人】徐鹏, 李明, 张智博
【申请人】张智博, 李明, 徐鹏
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月21日