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摘 要 為了更好的利用太陽能，自動跟蹤系統越來越多的應用于太陽能行業中。基于可編程邏輯控制器(PLC)的太陽能電池板自動跟蹤系統，包括硬件和軟件兩部分，其中硬件包括PLC輸入輸出端口、信號處理單元、驅動部分;軟件包括PLC的控制和監控程序兩部分。太陽能電池板自動跟蹤系統使光伏電池板能實時跟蹤太陽關照，從而最大限度的獲得太陽能，有效地提高太陽能的利用率和光伏發電系統的效率，降低了光伏并網發電成本，具有理論研究意義和應用推廣價值。

　　1 引言
 

　　據測試，在太陽能電池板陣列中，相同條件下采用自動跟蹤系統發電設備要比固定發電設備的發電量提高35%左右。

　　所謂太陽能跟蹤系統是能讓太陽能電池板隨時正對太陽，讓太陽光的光線隨時垂直照射太陽能電池板的動力裝置，能顯著提高太陽能光伏組件的發電效率。目前市場上所使用的跟蹤系統按照驅動裝置分為單軸太陽能自動跟蹤系統和雙軸太陽能自動跟蹤系統。

　　從制手段上系統可分為傳感器跟蹤和視日運動軌跡跟蹤(程序跟蹤)。傳感器跟蹤是利用光電傳感器檢測太陽光線是否偏離電池板法線，當太陽光線偏離電池板法線時，傳感器發出偏差信號，經放大運算后控制執行機構，使跟蹤裝置從新對準太陽。這種跟蹤裝置，靈敏度高，但是遇到長時間烏云遮日則會影響運行。視日運動軌跡跟蹤，是根據太陽的實際運行軌跡，按照預定的程序調整跟蹤裝置。這種跟蹤方式能夠全天候實時跟蹤，其精度不是很高，但是符合運行情況，應用較廣泛。

　　從主控單元類型上可以分為PLC控制和單片機控制。單片機控制程序在出廠時由專業人員編寫開發，一般設備廠家不易再次進行開發和參數設定。而學習使用PLC比較容易，通過PLC廠家技術人員的培訓，設備使用廠家的技術人員可以很方便的學會簡單的調試和編寫，并且PLC能夠提供多種通訊接口，通訊組網也比較方便簡單。

　2 系統硬件設計

　　本系統是以PLC主控單元的視日運動軌跡控制(程序控制)雙軸自動跟蹤系統，視日運動軌跡跟蹤就是利用PLC控制單元相應的公式和算法，計算出太陽的實時位置：太陽方位角和太陽高度角，然后發出指令給執行機構，從而驅動太陽能跟蹤裝，以達到對太陽實時跟蹤的目的。

　太陽在天空中的位置可以由太陽高度角和太陽方位角來確定。太陽高度角又稱太陽高度、太陽俯仰角，是指太陽光線與地表水平面得之間的夾角。太陽方位角即太陽所在的方位，是指太陽光線在地平面上的投影與當地子午線的夾角，可以近似看作是樹立在地面上的直線在陽光下的陰影與正南方向的夾角。太陽方位角和高度角的實時數值可以通過地理經緯度、時區參數利用公式計算出來。

　　主控單元是太陽能跟蹤系統的核心部件，系統選用結構緊湊。配置靈活、指令豐富的和利時LM PLC。選用的配置包括LM 3108CPU模塊和LM 3310擴展模塊。LM3108集成為數字量24DI和16DO，能滿足要求，通訊集成有RS232和RS485兩個通訊接口，RS232用于與上位文本顯示器通訊，RS485可用于組網使用。LM 3310為四通AI模塊，可用于采集風速等保護數據。配合和利時HD2400L文本顯示器使用，能夠監視運行狀態、改變參數設置，以達到控制目的。

它主要由底座、立軸、橫軸、兩臺旋轉電機、傳動齒輪等組成。其中旋轉電機1驅動橫軸，支撐太陽能電池板繞橫軸運動，跟蹤高度角運行。旋轉電機2驅動水平軸，以跟蹤方位角變化。