专利名称：塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能热发电技术，具体地说，是涉及一种塔式太阳能 热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置。
背景技术：
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，这个时 候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望能够改变人类的能源结构，维 持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。 丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、
人类能够随意利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假 如把地球表面0. 1%的太阳能转为电能，转变率5%,每年发电量可达5. 6 X 1012 千瓦小时，相当于目前全世界能耗的40倍。
据《1999白皮书，中国新能源与可再生能源》介绍，我国属太阳能资源 丰富的国家之一，辐射总量在3340 8400MJ/平方米 年之间，中间值为 5852MJ/平方米 年，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时， 陆地面积每年接受的太阳辐射能相当于24000亿吨标准煤，约等于数万个三 峡工程发电量的总和。开发和利用太阳能对中国经济社会走可持续发展之路 和保护生态环境以及解决偏远地区无电人口和某些特殊用途都具有重大的战 略意义
(1)太阳能是人类社会未来能源的基石之一，是大量燃用的化石能源最 好的替代能源。(2) 太阳资源丰富，是清洁干净、无污染的可再生能源。
(3) 解决偏远地区无电人口和某些特殊用途。 太阳能热发电系统，不耗用化石能源，无污染物排放，是与生态环境和
谐的清洁能源利用系统。目前槽式、塔式和碟式太阳能热发电系统同样受到 世界各国的重视，并正在积极开展工作。而塔式系统以其规模大、热损耗小 和温度高等特点已初步显露出优势。
塔式太阳能热电站(即塔式太阳能热发电系统)主要由聚光系统，吸/ 换热系统，储热系统和发电系统四部分组成，其中聚光系统的效率及其成本 很大程度上影响热电站的性价比，是构建太阳能热电站中需要着重考虑的因 素。聚光系统主要由定日镜和集热器组成；定日镜的作用是收集太阳辐射能 并将其汇聚到集热器处，它由按一定方式排列的可绕双轴跟踪的定日镜组成， 每个定日镜通过绕轴转动跟踪太阳并将辐射到其表面的太阳能反射到塔顶集 热器，完成聚光(即聚热)的目的。
塔式太阳能热发电系统采用光一热一电转化的工艺路线，即先将太阳能 转化为热能，再将热能转化为电能。通过太阳能分级分段加热，先采用普通 太阳能集热器使水低段加热，再由聚光式太阳能集热器加热至中温，再由跟 踪聚光式太阳能高温加热器加热至高温。由高温蒸汽驱动汽轮发电机进行发 电，实现高效热电转换。能量转换过程为太阳能一热能一机械能一电 能。主要的工作过程是，通过多面定日镜收集太阳能，集中反射到塔炉的顶 部的集热器上，热传输系统以良好的效率将集热系统所收集的热量通过热交 换系统转到储热介质，再次通过热交换将储热介质的热量传给做功介质，介 质带动汽轮机做功发电。
热效率主要取决于集热效率，热交换效率，散热损失和朗肯循环热效率， 其中集热效率和朗肯循环热效率占主导因素。
综上，无论从聚光系统的效率、集热效率方面考虑，还是从整个电站的成本角度考虑，在塔式太阳能热电站中的核心部分，就是如何使定日镜精确 地自动跟踪太阳转动，使辐射到其表面的太阳能量最大化。现有技术中，都
是把定日镜运动轨迹的运算集中到智能执行机构或者就地的PLC中，其智能 性存在较大的局限，完成的功能也是有局限的，所以控制精度是很低的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种塔式太阳能热发电中定曰 镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置。本实用新型可以使定日镜精确的全自动跟 踪太阳运行轨迹，使辐射到定日镜表面的太阳能量最大化，提高聚光系统的 聚热效率。
为解决上述技术问题，通过以下技术方案来实现。塔式太阳能热发电中 定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置。其构成包括DPU控制器、传动执行机 构和DCS模件，传动执行机构与定日镜连接，DPU控制器与传动执行机构相 连接并通过DCS模件与传动执行机构之间进行数据传输。
上述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置，还包 括一个操作员站计算机，该计算机与DPU控制器相连接并实时对时。
前述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置中，DPU 控制器是通过网关与操作员站计算机相连接。
前述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置中，传 动执行机构是一个可提供定日镜的高度角和方位角的位置值和对定日镜的高 度角和方位角进行控制的智能远程测控装置或者是非智能的普通执行机构。
前述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置中，传 动执行机构采用的是智能远程测控装置，DPU控制器通过Modbus或者Canbus 总线与各传动执行机构相连接，各传动执行机构间通过Modbus总线相互连接。前述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置中，传 动执行机构还可以采用非智能的普通执行机构，在定日镜上安装有智能综合
远程I/O装置；DPU控制器是通过Modbus或者Canbus总线连接各智能综合 远程I/O装置，智能综合远程I/O装置再通过硬接线的方式与普通执行机构 连接；智能综合远程I/O装置之间通过Modbus总线相互连接。
前述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置中，智 能综合远程1/0装置是安装在定日镜的柱子上。
前述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置中， DCS模件是MODBUS与C認的协议转换模件。
前述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置中， MODBUS与CAN的协议转换模件有两个， 一个用于定日镜水平方向上控制数据 传输的转换， 一个用于定日镜垂直方向上控制数据传输的转换。
本实用新型的有益效果如下
1) 本实用新型可以使定日镜精确的全自动跟踪太阳运行轨迹，使辐射到 定日镜表面的太阳能量最大化，提高聚光系统的聚热效率。
2) 在本实用新型的基础上，运用DCS分散控制技术，可实现同步控制全 场多面定日镜自动跟踪太阳运行轨迹，大幅度提高电站的发电效率和降低电 站的运营成本。
3) 传动执行机构可采用智能远程测控装置或非智能的普通执行机构。其 中智能远程测控装置可节约大量通信电缆，且智能型执行机构的体积紧凑， 安装、拆除比较方便。而采用普通执行机构控制定日镜在水平和垂直两个方 向的运动，不但技术成熟可靠，而且价格也比同类型的智能执行机构价格便 宜约5000元人民币，成本较低；通过硬接线方法与定日镜的执行元件连接， 通过通讯方法经DCS模件与DPU控制器连接，接受DPU控制器的命令和向DPU 控制器传输定日镜的现场数据；既可节约大量的控制电缆，又可以保证控制的可靠性。通过智能远程测控装置的人机界面，可以就地实现手动操作和监
4) 具有很强的保护功能指，可根据当地气象资料设置各种保护状态命令, 每当天气恶劣时，可一键命令，将定日镜调制到预定的安全位置。
5) 塔式太阳能热电站的核心部分是聚热系统，而太阳能聚热可以高达 2000多度，保护聚热面不超热非常重要，可以根据需要调整定日镜场的辐射 强度，即通过调整投射到塔炉上的定日镜的数量，从而保护吸热器面的安全。
图1是本实用新型的结构原理图2是智能远程测控装置与DPU控制器和定日镜的连接示意图;
图3是普通执行机构与DPU控制器和定日镜的连接示意图4本实用新型闭环控制原理图5镜面反射光斑方位角度随时间变化曲线图6是镜面方位运动的位置反馈随时间变化曲线图7是镜面反射光斑高度角度随时间变化曲线图8是镜面高度运动的位置反馈随时间变化曲线图9是镜面反射光斑方位角度和方位位置反馈对比列表；
图io是镜面反射光斑高度角度和高度位置反馈对比列表。
具体实施方法
实施例1。选择一面定日镜，定日镜2的传动执行机构4采用智能远程 测控装置，选用的是施耐德LXM智能伺服驱动器和施耐德BSH1402P32F1A的 伺服电机，传动执行机构4通过Modbus或者Canbus总线与DPU控制器6连 接，传动执行机构4之间通过Modbus总线相互连接，如图2所示。传动执行机构4通过M0DBUS转CAN的协议转换模件7与DPU控制器6进行数据传输， DPU控制器6根据太阳角运动公式，计算镜面实时反射太阳光至吸热器需要 运动的行程，再由伺服驱动器通过协议转换模件反馈定日镜行程位置值到DPU 控制器6，形成闭环控制，完成定日镜全自动精确跟踪太阳轨迹并反射太阳 光至塔顶的吸热器。智能远程测控装置与DPU控制器6和定日镜2的连接如 图2所示，DPU控制器6经智能远程测控装置4控制定日镜2动作。
DPU控制器6是一个DCS系统的分布处理单元，该单元根据给定的太阳 角运动公式和控制方式，为传动执行机构4提供定日镜2跟踪太阳轨迹运动 的设定值，并将定日镜的实际位置值与设定值比较，根据比较结果通过传动 执行机构4使定日镜运动到精确的给定位置。其中所述的太阳角运动公式， 是可提供太阳随着时间变化，太阳光照射到指定位置的太阳高度角和太阳方 位角的公式；所述的控制方式，是依据太阳在经度和纬度方向上运动的高度 角和方位角的设定值，通过设置两个解耦的闭环控制回路，将定日镜跟踪过 程中的高度角和方位角的位置值，分别按照设定的纬度函数X(t)和经度函数 Y(t)进行比较，控制定日镜的跟踪。
所述的太阳角运动公式如下；
太阳高度角(以水平为0度角)
sin(h〇)=sin( s ) xsin(①)+cos( 5 ) xcos(①)Xcos(t)
太阳方位角(以正南为0度角)
cosA=(sin(h0) Xsin(o)—sin S )/cos(h0) Xcos(①) ^中
h〇太阳高度角； A:太阳方位角； S-太阳赤纬角；
S =23.45 X sin (360 X (284+n) /365)n:积日， 一年中的天数，从1月1日到要计算日的天数，即计算 日的日期在当年内的顺序号； ①地理纬度；
T:太阳时角，以正午时，1=0计算； 太阳对塔的计算
定义塔高为Z，镜中心线高T1，塔到定日镜的长度为X，塔到定 日镜的宽度距离为丫； 则有如下
定日镜的高度角为H1; 定日镜的方位角为Al;
TanHl=(Z-Tl)/X; T。nAl=Y/X;
则
镜子的实际纬度函数:X(t) = (h〇+Hl)/2; 镜子的实际经度函数丫(t)-( A+Al)/2。
施耐德LXM05A智能伺服驱动器，内部带有通讯功能和智能反馈功能， 兼具有智能远程测控装置的功能。有其通讯功能和智能反馈功能的专用智能 远程测控装置，成本将会低于智能伺服驱动器，开发性、操作性、维护性均 要好于智能执行机构。
伺服驱动器通过RS485接口与MODBUS转CAN协议转换模件7相连 接，通过MODBUS RTU协议进行通讯数据的交互，协议转换模件把数据实 时的传递给系统的DPU控制器6， DPU控制器6通过网关(HUB)与操作员 站计算机5连接，操作员站计算机5应用MOXGRAF组态软件结合太阳角 运动公式和闭环控制原理(如图4)编写程序和人机界面的设计。DPU控制 器6是TCS3000系统的重要核心组件PN300B(采用主处理器Pentium400，内存128MB)。
在操作员站计算机5上，通过RS232—RS485的转换器把计算机和定曰 镜驱动器连接，通过MODBUS通讯接口手动调试，让伺服驱动器驱动伺服 电机从而让镜面可以随之运动。
在操作员站计算机上5，应用MOXGRAF组态软件编写太阳角运动公式 的程序，计算出定日镜把反射光斑投射到吸热器时定日镜的实时位置，从而 精确的计算出把定日镜运动到正确位置时所需要发出的方向信号指令和运动 信号指令。把程序下载到DPU控制器6中，并且把定日镜的驱动器和 MODBUS转CAN的协议转换模件7相连接，此时系统控制定日镜是开环控 制，即使太阳运行轨迹公式再准确，也不能避免定日镜长时间运行后的机械 磨损以及传动执行元件所造成的误差。
将闭环控制算法加入到DPU控制器6运行的程序中去，设定值是太阳在 经度和纬度方向上运动的高度角和方位角的二维函数；反馈值是定日镜运动 位置的行程值。通过DPU运算把定日镜运动的指令通过两套MODBUS转 CAN的协议转换模件传送给定日镜的伺服驱动器， 一套传送定日镜水平方向 上的运动指令， 一套传送定日镜垂直方向上的运动指令。指令分为运动的方 向指令和位置指令，以开关量和脉冲量的形式传送。伺服驱动器接收伺服电 机定日镜实时运行的位置信号，即电机转动实际圈数'，分别通过两套 MODBUS转CAN的协议转换模件把定日镜水平方向和垂直方向上运动的位 置信号反馈传送到DPU控制器，形成闭环控制。
清晨太阳上升到一定高度的时候，定日镜启动，通过本实用新型的控制 装置，定日镜2全自动跟踪太阳运行，当全天运行后，太阳下降到一定的高 度时，定日镜2停止继续跟踪太阳运行，并且调整运行方位，运行到定曰镜 保护位置，避免镜面受到损害。当定日镜2运行时，把太阳辐射到镜面的光 能反射到塔顶的吸热器上，可以看到镜面反射的光斑被投射到吸热器上。普通的控制方法由于不能精确的跟踪太阳运行轨迹，在吸热器上是看不到镜面 投射的光斑的；本实用新型的控制装置可以精确的让定日镜跟踪太阳运行轨 迹，实时的将光斑投射到吸热器上。
当启动系统让定日镜全自动跟踪太阳轨迹运行后，在操作员站计算机5 上，通过HMI人机界面手动调整定日镜位置，把光斑打偏，使之不能被投射 到吸热器上，此时定日镜能够根据DPU控制器运算的公式以及反馈值自动找 到正确运行位置，并把光斑重新投射到吸热器上。经过实验，人为的调整定 日镜的位置，测试定日镜可以根据闭环控制，自动找到跟踪的正确位置。在 实际工作中，有可能非人为的发生定日镜脱离轨道，位置偏移的状况，只有 闭环控制才能精确的将定日镜自动的带回到正确运行的轨道上。
根据多次定日镜自动跟踪太阳轨迹、反射光斑至吸热器的试验，形成了 可靠的试验数据以及曲线。
系统全自动闭环跟踪太阳轨迹，反射光斑至吸热器，记录由公式计算定 日镜与吸热器的方位角和高度角以及伺服驱动器反馈的位置信号的对比数 据，如图9，图10。
Zin——镜面反射光斑方位角度(单位度)
Zout——镜面方位运动的位置反馈，由伺服驱动器根据电机旋转圈数累 计得出(单位:usr/10000)
Hin——镜面反射光斑高度角度(单位度)
Hout——镜面高度运动的位置反馈，由伺服驱动器根据电机旋转圈数累
计得出(单位:usr/10000)
对数据表l的数据进行曲线分析可以得出以下数据图，如图5，图6。 对数据表2的数据进行曲线分析可以得出以下数据图，如图7，图8。 从数据中可以看出，本实用新型精确的完成了定日镜全自动跟踪太阳运
行轨迹，并把辐射到镜面的光能反射到吸热器上。这种精确性是其他控制方法无法达到的。并且完成定日镜全场的控制、协调、保护，即当大风、冰雹、 雨雪等恶劣天气，以及其他未可知状况发生导致定日镜不能正常工作时，所 需要采取的协调和保护措施。
实施例2。选择一面定日镜，定日镜2的传动执行机构4采用的是非智 能的普通执行机构，在定日镜2的柱子上安装有智能综合远程I/O装置3 (箱 体外形尺寸350X400X80mm)， 一套智能综合远程I/O装置3可以完成一面定 日镜、两个转动轴系电机的精确控制。每套智能综合远程I/O装置3含有两 组测控I/O点。智能综合远程I/O装置3通过硬接线的方式与普通执行机构 连接，智能综合远程I/O装置3之间通过Moclbus总线相互连接。DPU控制 器6通过Modbus或者Canbus总线连接各智能综合远程I/O装置3。 DPU控 制器6的DCS计算指令通过Modbus/Canbus总线传输到每个智能综合远程I/O 装置3内，在智能综合远程I/O装置3内部再转换为硬接线信号，与普通执 行机构连接。如图3所示。为满足定日镜镜场控制要求，智能综合远程I/O 装置3具有以下功能l)具备脉宽调节功能，满足定日镜转动的精度要求(控 制精度〉2毫弧)；2)在通讯中断时能输出相应的脉冲，在通讯故障时让定曰 镜行程到安全位置；3)具有就地手动操控功能，即就地可以通过手动触发使 定日镜受控；4)装置内具备电源断路器，满足在夜晚可以自动切断定日镜执 行机构电源的需求；5)采用AC 220V供电，冗余电源模块保证供电可靠性， 工作环境温度-20'C 85。C; 6)装置中各控制量和状态值液晶显示；电源、 通讯、采样状态LED显示；两路冗余RS485标准ModBus协议通讯。传动执行 机构4通过MODBUS转CAN的协议转换模件7与DPU控制器6进行数据 传输，DPU控制器6根据太阳角运动公式，计算镜面实时反射太阳光至吸热 器需要运动的行程，再由传动执行机构4通过协议转换模件反馈定日镜行程 位置值到DPU控制器6，形成闭环控制，完成定日镜全自动精确跟踪太阳轨 迹并反射太阳光至塔顶的吸热器。普通执行机构与DPU控制器6和定日镜2的连接如图3所示，DPU控制器6经智能综合远程I/O装置3和普通执行机 构控制定日镜2动作。
DPU控制器6是一个DCS系统的分布处理单元，该单元根据给定的太 阳角运动公式和控制方式，为传动执行机构4提供定日镜2跟踪太阳轨迹运 动的设定值，并将定日镜的实际位置值与设定值比较，根据比较结果通过传 动执行机构4使定日镜运动到精确的给定位置。其中所述的太阳角运动公式， 是可提供太阳随着时间变化，太阳光照射到指定位置的太阳高度角和太阳方 位角的公式；所述的控制方式，是依据太阳在经度和纬度方向上运动的高度 角和方位角的设定值，通过设置两个解耦的闭环控制回路，将定日镜跟踪过 程中的高度角和方位角的位置值，分别按照设定的纬度函数X(t)和经度函数 Y(t)进行比较，控制定日镜的跟踪。
所述的太阳角运动公式如下；
太阳高度角(以水平为0度角)
<formula>formula see original document page 14</formula>
太阳方位角(以正南为0度角)
cosA=(sin(h0) Xsin(。)—sin S )/cos(h0) Xcos(O) 其中-
h〇太阳高度角； A:太阳方位角； S:太阳赤纬角；
S =23.45Xsin(360X(284+n)/365)
n:积日， 一年中的天数，从1月1日到要计算日的天数，即计算 日的日期在当年内的顺序号； O:地理讳度；
t:太阳时角，以正午时，t-O计算；太阳对塔的计算
定义塔高为Z，镜中心线高T1，塔到定日镜的长度为X，塔到定 日镜的宽度距离为丫； 则有如下
定日镜的高度角为H1; 定日镜的方位角为Al;
TanHl=(Z-Tl)/X; TanAl=Y/X;
则
镜子的实际纬度函数:X(t) = (h〇+Hl)/2; 镜子的实际经度函数:Y(t) = ( A+Al)/2。
普通执行机构通过RS485接口与MODBUS转CAN协议转换模件7相 连接，通过MODBUS RTU协议进行通讯数据的交互，协议转换模件把数据 实时的传递给系统的DPU控制器6， DPU控制器6通过网关(HUB)与操作 员站计算机5连接，操作员站计算机5应用MOXGRAF组态软件结合太阳 角运动公式和闭环控制原理(如图4)编写程序和人机界面的设计。DPU控 制器6是TCS3000系统的重要核心组件PN300B (采用主处理器 Pentium400，内存128MB)。在操作员站计算机5上，通过RS232—RS485 的转换器把计算机和定日镜驱动器连接，通过MODBUS通讯接口手动调试， 让普通执行机构驱动伺服电机从而让镜面可以随之运动。
在操作员站计算机上5，应用MOXGRAF组态软件编写太阳角运动公式 的程序，计算出定日镜把反射光斑投射到吸热器时定日镜的实时位置，从而 精确的计算出把定日镜运动到正确位置时所需要发出的方向信号指令和运动 信号指令。把程序下载到DPU控制器6中，并且把定日镜的驱动器和 MODBUS转CAN的协议转换模件7相连接，此时系统控制定日镜是开环控制，即使太阳运行轨迹公式再准确，也不能避免定日镜长时间运行后的机械
磨损以及传动执行元件所造成的误差。将闭环控制算法加入到DPU控制器6 运行的程序中去，设定值是太阳在经度和纬度方向上运动的高度角和方位角 的二维函数；反馈值是定日镜运动位置的行程值。通过DPU运算把定日镜运 动的指令通过两套MODBUS转CAN的协议转换模件传送给定日镜的伺服驱 动器， 一套传送定日镜水平方向上的运动指令， 一套传送定日镜垂直方向上 的运动指令。指令分为运动的方向指令和位置指令，以开关量和脉冲量的形 式传送。伺服驱动器接收伺服电机定日镜实时运行的位置信号，即电机转动 实际圈数，分别通过两套MODBUS转CAN的协议转换模件把定日镜水平方 向和垂直方向上运动的位置信号反馈传送到DPU控制器，形成闭环控制。
清晨太阳上升到一定高度的时候，定日镜启动，通过本实用新型的控制 装置，定日镜2全自动跟踪太阳运行，当全天运行后，太阳下降到一定的高 度时，定日镜2停止继续跟踪太阳运行，并且调整运行方位，运行到定日镜 保护位置，避免镜面受到损害。当定日镜2运行时，把太阳辐射到镜面的光 能反射到塔顶的吸热器上，可以看到镜面反射的光斑被投射到吸热器上。普 通的控制方法由于不能精确的跟踪太阳运行轨迹，在吸热器上是看不到镜面 投射的光斑的；本实用新型的控制装置可以精确的让定日镜跟踪太阳运行轨 迹，实时的将光斑投射到吸热器上。
当启动系统让定日镜全自动跟踪太阳轨迹运行后，在操作员站计算机5 上，通过HMI人机界面手动调整定日镜位置，把光斑打偏，使之不能被投射 到吸热器上，此时定日镜能够根据DPU控制器运算的公式以及反馈值自动找 到正确运行位置，并把光斑重新投射到吸热器上。经过实验，人为的调整定 日镜的位置，测试定日镜可以根据闭环控制，自动找到跟踪的正确位置。在 实际工作中，有可能非人为的发生定日镜脱离轨道，位置偏移的状况，只有 闭环控制才能精确的将定日镜自动的带回到正确运行的轨道上。根据多次定日镜自动跟踪太阳轨迹、反射光斑至吸热器的试验，形成了 可靠的试验数据以及曲线。系统全自动闭环跟踪太阳轨迹，反射光斑至吸热 器，记录由公式计算定日镜与吸热器的方位角和高度角以及伺服驱动器反馈
的位置信号的对比数据，如图9，图10。
Zin——镜面反射光斑方位角度(单位度)
Zout——镜面方位运动的位置反馈，由伺服驱动器根据电机旋转圈数累 计得出(单位usr/10000)
Hin——镜面反射光斑高度角度(单位度)
Hout——镜面高度运动的位置反馈，由伺服驱动器根据电机旋转圈数累 计得出(单位:usr/10000)
对数据表l的数据进行曲线分析可以得出以下数据图，如图5，图6。 对数据表2的数据进行曲线分析可以得出以下数据图，如图7，图8。 从数据中可以看出，本实用新型精确的完成了定日镜全自动跟踪太阳运 行轨迹，并把辐射到镜面的光能反射到吸热器上。这种精确性是其他控制方 法无法达到的。并且完成定日镜全场的控制、协调、保护，即当大风、冰雹、 雨雪等恶劣天气，以及其他未可知状况发生导致定日镜不能正常工作时，所 需要采取的协调和保护措施。
权利要求1、一种塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置，包括DPU控制器(6)、传动执行机构(4)和DCS模件(7)，其特征在于传动执行机构(4)与定日镜(2)连接，DPU控制器(6)与传动执行机构(4)相连接并通过DCS模件(7)与传动执行机构(4)之间进行数据传输。
2、 根据权利要求1所述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹 的控制装置，其特征在于还包括一个操作员站计算机(5)，该计算机(5) 与DPU控制器(6)相连接并实时对时。
3、 根据权利要求2中所述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨 迹的控制装置，其特征在于所述的DPU控制器(6)通过网关与操作员站计 算机(5)相连接。
4、 根据权利要求1所述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹 的控制装置，其特征在于所述的传动执行机构(4)是一个可提供定日镜的 高度角和方位角的位置值和对定日镜的高度角和方位角进行控制的智能远程 测控装置或非智能的普通执行机构。
5、 根据权利要求4所述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹 的控制装置，其特征在于所述的传动执行机构(4)是智能远程测控装置， DPU控制器(6)通过Modbus或者Canbus总线与各传动执行机构(4)相连 接，各传动执行机构(4)之间通过Modbus总线相互连接。
6、 根据权利要求4所述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹 的控制装置，其特征在于所述的传动执行机构(4)是非智能的普通执行机 构，在定日镜(2)上安装有智能综合远程I/O装置(3); DPU控制器(6) 通过Modbus或者Canbus总线连接各智能综合远程I/O装置(3)，智能综合远程I/O装置(3)通过硬接线的方式与普通执行机构连接；智能综合远程1/0装置(3)之间通过Modbus总线相互连接。
7、 根据权利要求6所述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹 的控制装置，其特征在于智能综合远程I/0装置(3)安装在定日镜(2) 的柱子上。
8、 根据权利要求1 7中任一权利要求所述的塔式太阳能热发电中定日 镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置，其特征在于所述的DCS模件(7)是M0DBUS 与CAN的协议转换模件。
9、 根据权利要求8所述的塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹 的控制装置，其特征在于所述的MODBUS与CAN的协议转换模件有两个，一 个用于定日镜水平方向上控制数据传输的转换， 一个用于定日镜垂直方向上 控制数据传输的转换。
专利摘要本实用新型公开了一种塔式太阳能热发电中定日镜自动跟踪太阳轨迹的控制装置，包括DPU控制器(6)、传动执行机构(4)和DCS模件(7)，传动执行机构(4)与定日镜(2)连接，DPU控制器(6)与传动执行机构(4)相连接并通过DCS模件(7)与传动执行机构(4)之间进行数据传输，还包括一个操作员站计算机(5)，该计算机(5)与DPU控制器(6)相连接并实时对时；本实用新型控制定日镜精确的全自动跟踪太阳运行轨迹，使辐射到定日镜表面的太阳能量最大化，提高聚光系统的聚热效率。
文档编号F24J2/38GK201242301SQ20082010877
公开日2009年5月20日 申请日期2008年6月23日 优先权日2008年6月23日
发明者静 徐, 李和平, 章素华, 陈玉年, 湘 黄 申请人:中国华电工程(集团)有限公司