作者：廈門海爲(wéi / wèi)科技有限公司
前言：光伏發電是(shì)根據光生伏特效應原理，利用太陽電池将太陽光能直接轉化爲(wéi / wèi)電能。光伏發電應用場合廣泛，在(zài)交通領域、通訊/通信領域、石油、海洋、氣象領域以(yǐ)及居民生活用電等都有他(tā)們的(de)身影，具有安全可靠，無噪聲，無污染排放外，發電效率受環境溫度影響小，系統占地(dì / de)面積小，土地(dì / de)利用率高等優點。光伏發電系統一(yī / yì ／yí)般是(shì)由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電櫃，太陽跟蹤控制系統等設備組成。本文将以(yǐ)一(yī / yì ／yí)個(gè)太陽能電池方陣爲(wéi / wèi)例，介紹海爲(wéi / wèi)PLC在(zài)光伏發電中的(de)應用。
關鍵字：Haiwell(海爲(wéi / wèi))國(guó)産PLC 海爲(wéi / wèi)H01TCP-4智能網關 光伏發電
一(yī / yì ／yí)、太陽跟蹤系統原理
視日運動軌迹跟蹤。由于(yú)相對于(yú)某一(yī / yì ／yí)個(gè)固定地(dì / de)點的(de)太陽能光伏發電系統，一(yī / yì ／yí)年春夏秋冬四季、每天日升日落，太陽的(de)光照角度時(shí)時(shí)刻刻都在(zài)變化，如果太陽能電池闆能夠時(shí)刻正對太陽，發電效率才會達到(dào)更好狀态。目前通用的(de)太陽跟蹤控制系統都需要(yào / yāo)根據安放點的(de)經緯度等信息計算一(yī / yì ／yí)年中的(de)每一(yī / yì ／yí)天的(de)不(bù)同時(shí)刻太陽所在(zài)的(de)角度，将一(yī / yì ／yí)年中每個(gè)時(shí)刻的(de)太陽位置存儲到(dào)PLC中，也(yě)就(jiù)是(shì)靠計算太陽位置以(yǐ)實現跟蹤。
傳感器跟蹤。傳感器跟蹤是(shì)利用光線傳感器檢測太陽光線是(shì)否偏離電池闆基線，當太陽光線偏離電池闆基線時(shí)，傳感器輸出(chū)一(yī / yì ／yí)個(gè)偏差信号，該信号經放大(dà)并轉成标準信号，通過模拟量輸入通道(dào)傳給PLC，PLC運算後通過開關量輸出(chū)控制執行機構，使跟蹤裝置重新對準太陽。
二、太陽能電池方陣組網介紹
1、單個(gè)太陽能電池方陣組網示意圖：
2、光伏發電場萬台跟蹤器組網示意圖
一(yī / yì ／yí)個(gè)光伏發電場往往有成千上(shàng)萬台跟蹤器，海爲(wéi / wèi)PLC和(hé / huò)H04TCP-4網關組網便捷強大(dà)，把多個(gè)太陽能電池方陣接到(dào)光纖以(yǐ)太網交換機上(shàng)，通過以(yǐ)太網傳輸，即可在(zài)中控室裏對成千上(shàng)萬台PLC進行監控。組網示意圖如下：
3、系統主要(yào / yāo)硬件配置
3.1 海爲(wéi / wèi)PLC
海爲(wéi / wèi)PLC混合型主機自帶開關量和(hé / huò)模拟量，6路模拟量輸入，量程爲(wéi / wèi)0~10V，使用12位AD轉換（通用0~20mA），支持直接接入光傳感器。CPU 主機帶2 個(gè)通訊口，可擴展至5 個(gè)通訊口，每個(gè)通訊口都可以(yǐ)進行編程和(hé / huò)聯網，都可作爲(wéi / wèi)主站或從站。支持1：N、N：1、N：N 聯網方式，支持各種人(rén)機界面和(hé / huò)組态軟件，可與任何帶通訊功能的(de)第三方設備（如變頻器、儀表、條碼閱讀器等）聯網。
3.2 海爲(wéi / wèi)H01TCP-4智能網關
H01TCP-4是(shì)一(yī / yì ／yí)款功能強大(dà)的(de)硬件協議網關，将從設備的(de)各種協議轉成标準Modbus RTU或Modbus TCP協議。網關支持模拟量線性轉換，支持取位功能，高低字節交換功能；網關内置WEB服務器，用戶可以(yǐ)通過浏覽器查看實時(shí)變化的(de)數據和(hé / huò)通信狀态，方便現場調試；自帶4個(gè)通訊串口1個(gè)以(yǐ)太網口，每個(gè)通訊口都自帶通訊隔離。此外，智能網關還可對每個(gè)通訊口網絡裏的(de)從機做通訊斷線報警。
3.3光纖以(yǐ)太網交換機、中控室SCADA系統。
4、系統數據采集控制原理
每個(gè)跟蹤器即1台海爲(wéi / wèi)PLC，時(shí)刻接收傳感器傳入的(de)太陽光線位置信号，通過PLC模拟量輸入通道(dào)給PLC，PLC經過用戶程序運算，控制執行機構轉動方向，使太陽能接收器時(shí)刻正對太陽直射方向，以(yǐ)獲得最大(dà)有效照射面積。
單個(gè)太陽能電池方陣中H01TCP-4，帶4個(gè)通訊串口，每個(gè)串口連接15台PLC，把PLC裏的(de)數據采集到(dào)智能網關内部存儲器存儲，供上(shàng)位機通訊采集監控和(hé / huò)使用。上(shàng)位機也(yě)可以(yǐ)發出(chū)控制命令，通過智能網關傳給每個(gè)串口相應的(de)PLC。此外，多個(gè)太陽能電池方陣可以(yǐ)一(yī / yì ／yí)同接到(dào)光纖以(yǐ)太網交換機上(shàng)，這(zhè)樣就(jiù)可以(yǐ)實現對一(yī / yì ／yí)個(gè)太陽能光伏發電場成千上(shàng)萬台的(de)跟蹤器進行集中控制監視。
三、系統優點
1、海爲(wéi / wèi)H01TCP-4隻能網關組網能力強。多個(gè)太陽能電池方陣可以(yǐ)一(yī / yì ／yí)同接到(dào)光纖以(yǐ)太網交換機上(shàng)，這(zhè)樣就(jiù)可以(yǐ)實現對一(yī / yì ／yí)個(gè)太陽能光伏發電場成千上(shàng)萬台的(de)跟蹤器進行集中控制監視。
2、與傳統組網相比，成本極大(dà)降低。傳統采用一(yī / yì ／yí)台PLC加一(yī / yì ／yí)個(gè)以(yǐ)太網模塊對每台跟蹤器進行數據采集和(hé / huò)監控，成本巨大(dà)；采用海爲(wéi / wèi)H01TCP-4隻能網關模塊，一(yī / yì ／yí)個(gè)網關既可監控60多台PLC的(de)運行情況。
3、智能網關對每一(yī / yì ／yí)個(gè)網絡裏的(de)每一(yī / yì ／yí)個(gè)從機都會做通訊斷線報警。管理方便，而(ér)傳統的(de)組網方式傳統的(de)網絡管理難度大(dà)，排除故障難，人(rén)力投入大(dà)。
4、海爲(wéi / wèi)PLC通訊組網能力強。CPU 主機自帶2 個(gè)通訊口，每個(gè)通訊口都可以(yǐ)進行編程和(hé / huò)聯網，都可作爲(wéi / wèi)主站或從站。支持1：N、N：1、N：N 聯網方式，支持各種人(rén)機界面和(hé / huò)組态軟件，可與任何帶通訊功能的(de)第三方設備（如變頻器、儀表、條碼閱讀器等）聯網。
5、海爲(wéi / wèi)PLC編程軟件全仿真，模拟量無須通過編程進行碼值與工程量之(zhī)間的(de)轉換。減少了(le／liǎo)程序編寫和(hé / huò)現場調試時(shí)間，方便了(le／liǎo)技術人(rén)員的(de)調試工作，提高了(le／liǎo)工作效益。
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