一种槽式太阳能智能监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种槽式太阳能智能监控系统，基于组态软件和PLC控制技术，实现了上位机与PLC的连接，对槽式太阳能控制系统进行实时监测与控制。可对槽式太阳能跟踪进行远程控制和监测，并对槽式太阳能的关键参数进行监控，如出口流量与温度、环境情况。基于模糊控制原理，实现远程智能监控，同时在现场安装触摸屏装置，可对系统进行现场操作和数据采集。系统实现了对槽式太阳能关键参数的智能监控，使系统能够更加安全、可靠的运行。

Trough type solar intelligent monitoring system

The invention discloses a trough type solar intelligent monitoring system. Based on the configuration software and PLC control technology, the connection between the host computer and PLC is realized. It can be used for remote control and monitoring of the trough solar tracking, and monitoring the key parameters of the trough solar energy. Based on the principle of fuzzy control, remote intelligent monitoring is realized, and the touch screen device is installed at the same time. The system realizes the intelligent monitoring of the key parameters of the trough solar energy, so that the system can run more safely and reliably.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能智能监控系统，特别是一种槽式太阳能热发电的监控系统，属于太阳能热发电

技术介绍
太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为世界能源战略的重要组成部分。太阳能热水器已经成功的商业化，如何更有效的利用太阳能，成为了各国科学家致力研究的内容。太阳能主要有光伏发电技术和光热利用技术，光热利用技术按聚光类型又可分为槽式、蝶式和塔式，其中，槽式是目前最具有商业化前景的太阳能热利用技术。槽式太阳能一般只需要进行单轴跟踪，聚光精度要求低，控制成本低。目前国内槽式太阳能利用技术主要集中在接收器和聚光器以及太阳能跟踪控制技术，组态软件已经在工业控制中得到了广泛的应用，而关于监控技术在槽式太阳能方面的研究较少。槽式太阳能占地面积非常大，为采集系统的各个参数，需要在现场进行操作与读取数据，工作量非常大，且不方便。若将组态软件与PLC控制技术综合应用于槽式太阳能中，可实现远程监控，通过上位机，可实时监控系统所有的参数，并对关键参数实行报警，更加有效地控制槽式太阳能系统，为槽式太阳能的商业化提供了技术支持。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的在于克服上述现有相关槽式太阳能系统相关的缺陷，提供了一种能够实现远程智能监控槽式太阳能的一种槽式太阳能智能监控系统。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术专利提供的技术方案为：采用槽式太阳能智能监控系统，包括PLC、上位机、触摸屏、液压缸电机、电磁阀、太阳能位置传感器、风度传感器、温度传感器、流量传感器以及太阳辐射传感器。所述PLC是控制系统的核心部件，包括PLC主机、输入单元、输出单元以及通信单元。PLC主机完成程序的运行，输入单元采集系统的数据，输入单元使用电缆与太阳能位置传感器、风度传感器、温度传感器、流量传感器以及太阳辐射传感器连接，输出单元用于执行PLC主机的指令，用电缆与液压缸电机、电磁阀连接，通信单元作用于PLC与上位机的通信，PLC的通信单元使用通信电缆与上位机连接。所述上位机由工业电脑构成，通过通信电缆与PLC的通信单元连接，能够对PLC进行操作，并可读取PLC中的数据，在上位机中安装组态软件，并绘制组态动态界面，在界面中绘制系统相关的图形，并定义变量与PLC中的变量连接，完成上位机与PLC的连接。所述触摸屏是由工业现场触摸屏构成，触摸屏装置首先需要利用软件在电脑中绘制好图形界面，定义变量，并定义该触摸屏的功能，再导入到触摸屏自身的系统中。然后通过通信电缆与PLC的通信单元连接。所述液压缸电机，用于驱动液压缸，由伺服电机构成；所述电磁阀，通过控制电磁阀的开、关，间接控制液压缸的伸、缩。所述太阳能位置传感器，用于检测太阳的高度角与方位角，由四象限传感器构成；所述风度传感器，用于检测环境风速；所述温度传感器，用于检测环境温度、槽式太阳能进、出口温度，由温度传感器构成，根据不同的精度要求，选择合适的温度传感器；所述流量传感器，用于检测槽式太阳能进、出口的流量，由流量传感器构成；所述及太阳辐射度传感器，用于检测太阳能的辐射强度，由太阳能辐射度传感器构成。由以上各组成部分，可以构成一个实时的监控系统，可以对槽式太阳能系统的关键参数进行检测和控制，能够有效地提高控制性能，运行更加可靠，适合大规模的槽式太阳能热发电系统。本专利技术还涉及一种智能控制方法，将PLC输入单元的输入参数经过模糊控制，经过模糊推理得到控制变量，实现基于模糊控制与组态软件的智能控制，即可实现远程智能监控。其步骤为：步骤1：定义输入变量：太阳辐射强度e1，太阳位置e2；定义输出变量：液压缸电机控制量u；步骤2：设定输入变量e1、e2和输出变量u的论域；步骤3：设定输入变量e1和e2的范围；步骤4：根据公式将检测到的输入变量转换成论域中的值，式中，x′表示输入变量转换后的值，x表示输入变量的检测值，a和b分别表示输入变量的最小值和最大值；步骤5：将输入变量转换后的值x′代入三角形隶属函数中，获得输入变量的模糊子集；步骤6：根据获得的输入变量的模糊子集得到输出变量的模糊子集；步骤7：将获得的输出变量的模糊子集经过解模糊过程获得的输出变量在论域中的映射值，将输出变量的控制液压缸电机，从而精确控制液压缸电机，达到精确跟踪太阳的目的。。进一步，步骤2中所述的论域为[-6，6]。有益效果：1)该装置可实现远程智能监控功能，可在工作站堆现场的设备进行远程操作或者参数读取功能。2)该装置采用组态软件和PLC连接，显著改善了工作条件，有利于商业化。3)该装置安装有触摸屏，在现场可对系统直接操作，提高工作效率。4)该装置对槽式太阳能系统关键的参数进行监控，有利于提高系统的效率。5)本专利技术利用模糊推理，根据气象条件和进口流速，可智能附图说明图1是槽式太阳能监控系统的结构示意图图2是槽式太阳能监控系统的上位机控制界面图3是隶属度函数分布图图4是基于MATLAB软件设计的模糊控制原理图其中：1是PLC、2是上位机、3是触摸屏A、4是触摸屏N、5是液压缸电机、6是电磁阀A、7是电磁阀B、8是电磁阀C、9是电磁阀D、10是风速传感器、11是环境温度传感器、12是进、出口温度传感器、13是进、出口流量传感器、14是太阳位置传感器、15是太阳辐射度传感器；具体实施方式参见图1，一种槽式太阳能智能监控系统包括PLC(1)、上位机(2)、触摸屏A(3)、触摸屏N(4)、液压缸电机(5)、电磁阀(6)、电磁阀(7)、电磁阀(8)、电磁阀(9)、风速传感器(10)、环境温度传感器(11)、进、出口温度传感器(12)、进、出口流量传感器(13)、1太阳位置传感器(14)、太阳辐射度传感器(15)。PLC(1)由通信单元(1-1)、输入单元(1-2)和输出单元(1-3)三部分构成。上位机(2)通过通信电缆与PLC(1)的通信单元(1-1)连接，完成上位机(2)于PLC(1)数据传输与指令执行等功能；触摸屏A(3)过通信电缆与PLC(1)的通信单元(1-1)连接，触摸屏A(3)安装在操作现场，完成现场对系统的操作；液压缸电机(5)的控制电路与PLC(1)的输出单元(1-3)连接，可实现PLC(1)对液压缸电机(5)的程序控制；电磁阀(6)、电磁阀(7)、电磁阀(8)、电磁阀(9)的控制电路与PLC(1)的输出单元(1-3)连接，实现PLC(1)对电磁阀(6)、电磁阀(7)、电磁阀(8)、电磁阀(9)的程序控制，电磁阀(6)、电磁阀(7)开时，左臂伸，电磁阀(6)、电磁阀(7)开时，左臂缩，电磁阀(8)、电磁阀(9)开时，右臂伸，电磁阀(8)、电磁阀(9)开时，右臂缩；风速传感器(10)、环境温度传感器(11)、进、出口温度传感器(12)、进、出口流量传感器(13)、太阳位置传感器(14)、太阳辐射度传感器(15)通过模拟/数字数据转换后，送入PLC(1)输入单元(1-2)。PLC(1)的输出单元(1-3)用于控制系统的对象，与液压缸电机(5)、电磁阀(6)等连接。PLC(1)的输入单元(1-2)是用于采集气象条件的参数和系统所需要的重要控制参数，与风速传感器(10)、环境温度传感器(11)、进、出口温度传感器(12)、进、出口流量传感器(13)、1太阳位置传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种槽式太阳能智能监控系统包括PLC(1)、上位机(2)、触摸屏A(3)、触摸屏N(4)、液压缸电机(5)、电磁阀(6)、电磁阀(7)、电磁阀(8)、电磁阀(9)、风速传感器(10)、环境温度传感器(11)、进、出口温度传感器(12)、进、出口流量传感器(13)、1太阳位置传感器(14)、太阳辐射度传感器(15)，PLC(1)由通信单元(1‑1)、输入单元(1‑2)和输出单元(1‑3)三部分构成；上位机(2)通过通信电缆与PLC(1)的通信单元(1‑1)连接，触摸屏A(3)过通信电缆与PLC(1)的通信单元(1‑1)连接，液压缸电机(5)的控制电路与PLC(1)的输出单元(1‑3)连接，电磁阀(6)、电磁阀(7)、电磁阀(8)、电磁阀(9)的控制电路与PLC(1)的输出单元(1‑3)连接，风速传感器(10)、环境温度传感器(11)、进、出口温度传感器(12)、进、出口流量传感器(13)、太阳位置传感器(14)、太阳辐射度传感器(15)与PLC(1)输入单元(1‑2)连接。

【技术特征摘要】
1.一种槽式太阳能智能监控系统包括PLC(1)、上位机(2)、触摸屏A(3)、触摸屏N(4)、液压缸电机(5)、电磁阀(6)、电磁阀(7)、电磁阀(8)、电磁阀(9)、风速传感器(10)、环境温度传感器(11)、进、出口温度传感器(12)、进、出口流量传感器(13)、1太阳位置传感器(14)、太阳辐射度传感器(15)，PLC(1)由通信单元(1-1)、输入单元(1-2)和输出单元(1-3)三部分构成；上位机(2)通过通信电缆与PLC(1)的通信单元(1-1)连接，触摸屏A(3)过通信电缆与PLC(1)的通信单元(1-1)连接，液压缸电机(5)的控制电路与PLC(1)的输出单元(1-3)连接，电磁阀(6)、电磁阀(7)、电磁阀(8)、电磁阀(9)的控制电路与PLC(1)的输出单元(1-3)连接，风速传感器(10)、环境温度传感器(11)、进、出口温度传感器(12)、进、出口流量传感器(13)、太阳位置传感器(14)、太阳辐射度传感器(15)与PLC(1)输入单元(1-2)连接。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：王金平，陆玉正，蒋川，周元兴，黄秀勇，
申请(专利权)人：南京帕偌特太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32