本文關鍵詞：自動跟蹤太陽光的采光照明系統(tǒng)　出處：《冶金自動化研究設計院》2013年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：太陽能具有綠色環(huán)保、可持續(xù)利用等優(yōu)點,在解決傳統(tǒng)能源危機中,太陽能利用是各國競相開發(fā)和研究的熱點。照明能耗是建筑能耗較多的一項,占建筑能耗的30%左右。如果能將外界清潔、健康的太陽光線引入到室內陰暗的地方,不僅能大大減少照明能耗,而且讓人足不出戶就能沐浴在純凈天然的陽光之下,無疑對人們身心健康都有好處。研究表明,對太陽光線運動的跟蹤與非跟蹤,太陽能設備能量的接受率相差37.7%,因此采用太陽跟蹤控制系統(tǒng)來提高太陽光照明系統(tǒng)的效率成為人們研究的熱點。歐盟已將近十年太陽能供暖研究和發(fā)展預算的85%轉向了日光照明技術的研究,但是我國在這方面的研究還處于起步階段。 本文是在對目前國內外太陽跟蹤器原理研究的基礎上,開發(fā)了一套跟蹤太陽光的采光照明系統(tǒng),該系統(tǒng)按太陽高度角和方位角分別控制調節(jié)控制系統(tǒng)跟蹤軸,采用PLC計算發(fā)出脈沖,控制步進電機的轉動角度,實現(xiàn)對太陽的自動跟蹤。 論文基于太陽位置計算模型,采用矢量分析法建立了視日運動軌跡跟蹤方式雙軸太陽跟蹤運動控制方程,分析了其運動特性,對間歇跟蹤控制方法進行了系統(tǒng)的理論研究和仿真。 系統(tǒng)硬件方面,主要選用西門子公司S7-200系列PLC作為核心控制器,選用兩臺86BYG250GS型步進電機及SD20806步進電機驅動器。系統(tǒng)軟件方面,在STEP7-Micro/WIN32編程軟件平臺上完成了系統(tǒng)的主程序模塊、太陽角度計算模塊、步進電機脈沖控制模塊以及其他相關功能模塊的軟件設計工作。 最后,對軟硬件進行調試,實現(xiàn)了最初的設計構想,證實本文設計的跟蹤控制系統(tǒng)的研究思路、控制方法、軟硬件設計均是確實可行的。系統(tǒng)具有結構簡單、運行平穩(wěn)、跟蹤精度高、穩(wěn)定性高等特點。
[Abstract]:Solar energy has the advantages of green environmental protection, sustainable utilization, in the process of solving the traditional energy crisis, solar energy utilization is a hot spot in the research and development of countries. It is a lighting energy consumption of building energy consumption of building energy consumption, accounted for about 30%. If the outside clean, healthy sunlight into the interior dark place, not only can greatly reduce the energy consumption of lighting, and let people enjoy under the pure sunshine, no doubt is good for people's physical and mental health. The study shows that the tracker of solar light, solar energy equipment acceptance rate is 37.7%, so the solar tracking control system to improve the efficiency of solar illumination system becomes the focus of research. The EU has nearly ten years of solar energy research and development budget of 85% to the study of fluorescent lighting technology, but in China The research in this area is still in its infancy.
This is the basic principle of domestic and foreign solar tracker, lighting system developed a set of tracking the sun, the system according to the solar altitude and azimuth respectively control the control system tracking axis, calculated by PLC pulsed control rotation angle of stepping motor, realize the automatic tracking of the sun.
Based on the solar position calculation model, vector control method is used to establish the tracking control mode of the dual axis sun tracking system. The motion characteristics are analyzed, and the intermittent tracking control method is systematically studied and simulated.
The hardware of the system, mainly uses the SIEMENS S7-200 series PLC as the core controller, uses two 86BYG250GS type stepper motor and stepper motor drive SD20806. The software, the main program module of the system in the STEP7-Micro/WIN32 software platform, module to calculate the angle of the sun, step motor pulse control module and other module the software design work.
Finally, debug the software and hardware, and achieve the initial design concept. It confirms that the research ideas, control methods, software and hardware design of tracking control system designed in this paper are indeed feasible. The system has the characteristics of simple structure, smooth operation, high tracking accuracy and high stability.

【學位授予單位】：冶金自動化研究設計院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU113.66;TK513.4

【參考文獻】

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本文編號：1412617