1. 研究目的与意义
研究目的：太阳能作为一种清洁无污染的能源，发展前景非常广阔，已经和风能成为各国竞相开发的绿色能源。但太阳能存在着密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，如果能始终保持太阳板和光照的垂直，使其最大化地接收太阳能，则能充分利用丰富的太阳能资源。因此，设计开发能实现太阳能板跟踪太阳由东向西自动跟踪控制的系统是非常有价值的研究课题。 研究意义：本设计要掌握可编程序控制器应用技能，查阅相关资料，用学到的理论解决实际问题。目前在太阳能的使用上存在不能最大化地接收的问题，如果能设计出双轴太阳能跟踪伺服系统就可以更加广泛的使用太阳能，减少了对不可再生能源的损耗，有效的改善了能源短缺的现状。提高了人们的生活舒适度，改善了居住条件及周边环境。相比较其他的化石能源还带来了经济效益，同时对减少化石能源大气带来的污染，保护生态环境有着重大意义。 |
2. 国内外研究现状分析
目前国内外对于太阳能跟踪伺服控制系统的研究已近很成熟。下面我们主要来了解国内外对于太阳能跟踪方式的选择是怎样的：
多平面镜聚光太阳能跟踪系统的设计与研究：主要是一种多平面镜聚光方式的光伏系统，并建立了该聚光方式的运动方程和协调控制算法。这种聚光方式具有设计简单，聚光性好，成本低廉等特点。提出的一种基于光学滤光镜的图像处理方法，该方法能够快速准确地对天空全景图像进行测量计算出太阳与视点之间的相对方位角与高度角。设计了多镜面聚光太阳能跟踪系统实验装置，以实现精确的跟踪太阳方位，达到多倍聚光提高太阳电池效率的目的。
传感器跟踪：是利用光电传感器检测太阳光是否偏离电池板法线，当太阳光偏离电池板法线时传感器发出偏差信号，经放大，运算后控制执行机构，使跟踪装置重新对准太阳光。这种跟踪方式的优点是灵敏度高；缺点是受天气影响大，阴雨天则无法对准太阳，甚至引起执行机构的误动作。
3. 研究的基本内容与计划
本设计研究的内容是设计一套基于s7-200的双轴太阳能跟踪伺服控制系统，实现太阳能板跟踪太阳由东向西自动跟踪控制。
研究计划：
3月4日-3月19日：查阅文献，了解plc控制技术的基本原理和应用过程，对国内外的可编程序控制器状况和发展趋势作详细的研究。
4. 研究创新点
本次的设计是基于可编程逻辑控制器PLC的双轴机械跟踪定位系统来完成设计任务。同时双轴跟踪具有在方位角和高度角两个方向同时跟踪太阳轨迹的优点。
本设计采用PLC作为处理核心，PLC是太阳能追踪系统的核心部件，系统拟采用s7-200系列plc，s700-具有紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集，用户程序包括位逻辑、计数器、定时器、复杂的数学运算以及与其他智能模块通讯等指令内容，从而使s7-200能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制的目的。另外，选用s7-200主要考虑其不但能用于独立太阳能设备的跟踪系统控制，而且特别对串并联的大型光伏太阳能阵列的跟踪系统控制，能够发挥plc现场总线控制的优势，进行集中控制。
