个极限位置，均通过信号线与控制器相连，这样可起到电气保护作用，即如果追踪运动的起始行程和结束行程如果超过这两个极限位置，就有可能出现机械损坏，本实施例使用干结点式行程开关作为追踪运动极限位置传感器，当追踪支架运动到极限位置时，支架的构件将会把行程开关的机械触点压下，内部接触簧片才触发，使内部的机械开关的通断状态发生改变，如果传动机构运动到极限位置并将位置传感器触发，则传感器向控制器发出信号，作为停止追踪运动的输入条件。
[0022]所述的电机驱动器分别与控制器和电机相连，电机驱动器的作用是根据控制器的指令向电机供电或断电，实现电机的正反转运动及运动的行程控制，电机的作用是将电机驱动器输入的电能转化为机械能，实现追踪运动的动力输入，本实施例中，综合考虑成本和启动性能，采用直流电机或步进电机，电机驱动器的也相应地根据电机类型来确定，直流电机所配置的驱动器，可以使用脉宽调制的直流驱动模块、也可使使用固态继电器、机械式接触器或继电器，步进电机所配置的驱动器，使用步进电机专用芯片及外围电路组成的专用驱动器，所述的电机分别与电机驱动器和追踪传动机构相连，将电能转化为机械旋转运动，实现追踪运动。
[0023]控制器采用可编程逻辑控制器PLC或嵌入式控制器，具有模拟量输入输出点、数字量输入输出点、网络通讯接口、逻辑运算和数据处理器、存储器，将设定追踪控制流程图编程为控制逻辑后，存储到控制器中，所述的控制器用于接收风速信号、太阳位置及辐照强度信号、电机驱动电流信号、光伏电池板角度信号，并通过通讯线路和通讯模块接收时间同步信号。根据时间信号通过天文历计算出的太阳位置与光伏电池板角度进行比较，也可以通过太阳位置及辐照强度信号判断太阳的实际位置与光伏电池板的角度误差，如果误差超过设定值，则发出追踪指令给电机驱动模块；如果风速超过设定值，则控制器发出防风保护指令；如果电机驱动电流过大，则控制器发出停止追踪指令给电机驱动器，可实现对风速、太阳位置及辐射强度、角度、电流强度、位置等输入信号的综合处理、判断，从而向执行部件电机驱动器或信息输出部件的通信模块发出响应指令，做出运动或停止运动、报警或上报信息等动作。
[0024]所述光伏电池板支架与追踪传动机构相连组成了追踪运动的机械平台，随着追踪传动机构实现太阳追踪动作或防风保护动作，一方面用于固定光伏电池板、角度传感器、太阳位置及辐照强度传感器，另一方面通过传动机构的运动，使实现光伏电池板随着太阳运动轨迹而调整姿态，确保阳光入射光线随时垂直于电池板表面，也可以在不能发电的夜间、阴天或雪天气将电池板竖起实现防尘、防雪功能，在大风天气打平实现防风保护功能，在雨天进行45度倾斜实现清洗姿态的功能。本实施例所采用的光伏电池板支架与追踪传动机构是平单轴追踪系统，而立柱式固定倾角单轴追踪系统、双轴追踪系统，均为本发明的不同实施方式。
[0025]所述的追踪传动机构一端连接电机，另一端连接光伏电池板支架，可将电机的旋转运动转换为光伏电池板支架的太阳追踪运动。
[0026]本实施例所采用的通讯模块，使用RS485通信协议，对于以太网通信、无线自组网通信、电力载波通信，也属于本发明的不同实施例，所述的通讯模块可用于将控制器的信息通过网络上传到上位机监控系统。
[0027]参见图2，本发明光伏追踪控制方法步骤如下:
步骤1:获取当前风速、光伏电池板角度、时间、太阳位置与辐照强度、电机驱动电流、追踪运动极限位置状态，作为实时状态信息输入到控制器；
步骤2:如果处于追踪运动极限位置触发状态，则执行步骤8，否则执行步骤3 ；
步骤3:根据当前风速和光伏电池板角度，判断是否需要将电池板进行打平，实现防风保护，如果风速超过设定值，则满足打平防风动作启动条件，则根据当前光伏电池板角度距离水平角度的偏差，生成电机旋转到水平位置指令，执行步骤9，否则执行步骤4 ；
步骤4:根据当前时间，判断是白天还是夜间，如果是夜间则执行步骤5，如果是白天则判断辐照强度，如果辐照强度没有超过最低设定值，则执行步骤5，否则执行步骤6 ；
步骤5:根据当前光伏电池板角度距离竖直角度的偏差，生成电机旋转指令，执行步骤
9 ；
步骤6:如果太阳辐照强度没有超过中等设定值，根据光伏电池板角度与水平角度的偏差，生成电机旋转到水平位置指令，执行步骤9，否则执行步骤7 ；
步骤7:根据当前时间计算太阳位置，与光伏电池板的角度进行比较，判断是否需要追踪太阳:角度偏差小于追踪动作启动设定值，返回步骤1，角度偏差大于等于追踪动作启动设定值，生成电机旋转追踪指令，执行步骤9 ;
步骤8:停止执行追踪动作，通过通讯网络向集中式控制器报错；
步骤9:电机驱动器根据执行指令对电机进行驱动操作，如果电机驱动电流大于设定值，则执行步骤8，否则，返回步骤I。
【主权项】
1.一种光伏追踪控制器，其特征在于，它包括风速传感器、太阳位置及辐照强度传感器、电机驱动电流传感器、光伏电池板角度传感器、追踪运动极限位置传感器，电机驱动器、电机，控制器，光伏电池板支架、光伏电池板、追踪传动机构，所述风速传感器独立安装在高于光伏电池板的位置并通过信号线与控制器相连，太阳位置及辐照强度传感器安装在光伏电池板支架上并通过信号线与控制器相连，电机驱动电流传感器安装在电机驱动器的供电电路中并将通过信号线与控制器相连，光伏电池板角度传感器安装在光伏电池板支架上并通过信号线与控制器相连，追踪运动极限位置传感器有两个，分别安装在追踪传动机构运动范围的两个极限位置并均通过信号线与控制器相连，电机驱动器分别与控制器和电机相连，电机分别与电机驱动器和追踪传动机构相连，追踪传动机构一端连接电机、另一端连接光伏电池板支架，所述控制器通过通讯线路和通讯模块连接，通讯模块通过网络将控制器与上位机监控系统相连。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述光伏电池板角度传感器采用倾角仪电位器。
3.根据权利要求1或2所述的控制器，其特征在于，所述控制器采用可编程逻辑控制器PLC或嵌入式控制器。
4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述的追踪运动极限位置传感器为干结点式行程开关。
5.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述光伏电池板支架与追踪传动机构是平单轴追踪系统，也可以是立柱式固定倾角单轴追踪系统、双轴追踪系统中任一种。
6.一种光伏追踪控制方法，其包括以下步骤: 步骤1:获取当前风速、光伏电池板角度、时间、太阳位置与辐照强度、电机驱动电流、追踪运动极限位置状态，作为实时状态信息输入到控制器； 步骤2:如果处于追踪运动极限位置触发状态，则执行步骤8，否则执行步骤3 ； 步骤3:根据当前风速和光伏电池板角度，判断是否需要将电池板进行打平，实现防风保护，如果风速超过设定值，则满足打平防风动作启动条件，则根据当前光伏电池板角度距离水平角度的偏差，生成电机旋转到水平位置指令，执行步骤9，否则执行步骤4 ； 步骤4:根据当前时间，判断是白天还是夜间，如果是夜间则执行步骤5，如果是白天则判断辐照强度，如果辐照强度没有超过最低设定值，则执行步骤5，否则执行步骤6 ； 步骤5:根据当前光伏电池板角度距离竖直角度的偏差，生成电机旋转指令，执行步骤.9 ； 步骤6:如果太阳辐照强度没有超过中等设定值，根据光伏电池板角度与水平角度的偏差，生成电机旋转到水平位置指令，执行步骤9，否则执行步骤7 ； 步骤7:根据当前时间计算太阳位置，与光伏电池板的角度进行比较，判断是否需要追踪太阳:角度偏差小于追踪动作启动设定值，返回步骤1，角度偏差大于等于追踪动作启动设定值，生成电机旋转追踪指令，执行步骤9 ; 步骤8:停止执行追踪动作，通过通讯网络向集中式控制器报错； 步骤9:电机驱动器根据执行指令对电机进行驱动操作，如果电机驱动电流大于设定值，则执行步骤8，否则，返回步骤I。
【专利摘要】光伏追踪控制器及其控制方法，所述风速传感器与控制器相连，太阳位置及辐照强度传感器安装在光伏电池板支架上并与控制器相连，电机驱动电流传感器与控制器相连，光伏电池板角度传感器安装在光伏电池板支架上并与控制器相连，两个追踪运动极限位置传感器分别安装在追踪传动机构两个极限位置并均与控制器相连，电机驱动器分别与控制器和电机相连，电机分别与电机驱动器和追踪传动机构相连，追踪传动机构两端分别连接电机和光伏电池板支架，所述控制器通过通讯模块与监控系统相连。本发明提高了光伏电池板追踪太阳的角度精度，提高了恶劣条件下的安全性，提高了可靠性和稳定性，进而提高了光伏电池板的发电量。
【IPC分类】H02S20-32
【公开号】CN104601095
【申请号】CN201510014423
【发明人】朱洪波
【申请人】安徽萨拉尔自动化科技有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月13日