DE102009021975A1

DE102009021975A1 - Solar altitude track controlling system for solar collector used for recovering energy from solar radiation, has control units delivering address commands and/or control information to other control units via data bus

Info

Publication number: DE102009021975A1
Application number: DE102009021975A
Authority: DE
Inventors: Franz Wagner
Original assignee: HISTA ELEKTRO ANLAGENBAU GmbH; HISTA ELEKTRO-ANLAGENBAU GmbH
Current assignee: HISTA ELEKTRO ANLAGENBAU GmbH; HISTA ELEKTRO-ANLAGENBAU GmbH
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2010-12-02

Abstract

The system (1) has tracking units (2.1.1-2.1.n, 2.2.1-2.2.n) rotatable and/or pivotable around a spatial axis by actuators. Each tracking unit is associated to control units (SG1-SGn), which control the associated actuators. The control units are connected to other control units (SE1-SEn) via a data bus e.g. two-wire data bus. The latter control units deliver address commands and/or control information to the former control units via the data bus and transfer solar altitude data in the address commands and/or the control information to the former control units.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung der Sonnenstandsnachführung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a system for controlling the position of the sun according to the preamble of claim 1.

Vorrichtungen zur Gewinnung von Energie aus der Sonneneinstrahlung sind hinreichend bekannt. Insbesondere sind Solarkollektoren bekannt, die die Sonnenenergie zum Aufheizen eines Mediums, beispielsweise Wasser, verwenden. Ferner sind Solarmodule, auch als Photovoltaikmodule bezeichnet, bekannt, die die von der Sonne bereitgestellte Energie in elektrische Energie umwandeln.devices for the recovery of energy from solar radiation are sufficient known. In particular, solar collectors are known that use solar energy for heating a medium, for example water. Further are solar modules, also known as photovoltaic modules, known, the energy provided by the sun into electrical energy convert.

Des Weiteren ist bekannt, dass der Wirkungsgrad derartiger Vorrichtungen zur Gewinnung von Energie aus der Sonneneinstrahlung entscheidend dadurch erhöht werden kann, dass die Solarmodule bzw. Solarkollektoren dem jeweiligen Sonnenstand nachgeführt werden. Besonders vorteilhaft werden die Solarmodule bzw. Solarkollektoren um zwei Raumachsen mittels Stelleinheiten dreh- bzw. schwenkbar auf Nachführeinheiten angeordnet, so dass eine Sonnenstandsnachführung sowohl im Azimut, d. h. um eine Vertikalachse drehbar, als auch in der Elevation, d. h. um eine Horizontalachse schwenkbar, erfolgen kann. Dadurch sind Steigerungen des Wirkungsgrades gegenüber einer stationär ausgerichteten Vorrichtung um bis zu 40% möglich.Of Furthermore, it is known that the efficiency of such devices crucial for obtaining energy from solar radiation can be increased by the fact that the solar modules or solar collectors track the respective position of the sun. Especially The solar modules or solar collectors are advantageous by two Spatial axes by means of actuators rotating or pivoting on Nachführeinheiten arranged so that a sun position tracking both in azimuth, d. H. rotatable about a vertical axis, as well as in the Elevation, d. H. can be pivoted about a horizontal axis. This is offset by increases in efficiency a stationary device by up to 40% possible.

Ausgehend vom dargelegten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System zur Steuerung der Sonnenstandsnachführung anzugeben, das beliebig skalierbar ist und das eine individuelle Steuerung der einzelnen Nachführungseinheiten ermöglicht. Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.outgoing Of the stated prior art, the invention has the object underlying, a system for controlling the sun position tracking specify that is arbitrarily scalable and that an individual Control of individual tracking units allows. The object is based on the preamble of claim 1 solved by its characterizing features.

Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Systems zur Steuerung der Sonnenstandsnachführung ist darin zu sehen, dass jeder Nachführeinheit jeweils eine erste Steuereinheit zugeordnet ist, die die ihr zugehörigen Stelleinheiten steuert, dass zumindest eine zweite Steuereinheit vorgesehen ist, an die mehrere erste Steuereinheiten über einen Datenbus angeschlossen sind und dass die zumindest eine zweite Steuereinheit zur Abgabe von an jeweils ein erstes Steuergerät adressierten Befehlen und/oder Steuerungsinformationen über den Datenbus ausgebildet ist. Durch die zumindest zweistufige Hierarchie von Steuerungseinheiten ist es möglich, dass die ersten Steuerungseinheiten jeweils die einer Nachführeinheit zugeordneten Stelleinheiten ansteuert, auf eine sonnenstandsabhängige Position nachführt und bei Abweichungen der Istposition von der Sollposition eine Nachregelung durchführt. Damit werden die Steuerungs- und Regelaufgaben direkt an der Nachführeinheit durchgeführt, so dass die Übertragung von Nachregelungsbefehlen über den Datenbus entfällt und somit auf dem Datenbus lediglich Befehle, Steuerungsinformationen sowie Statusmeldungen o. ä. übertragen werden müssen. Dies hat ein erheblich reduziertes Datenaufkommen auf dem Datenbus zur Folge.Of the essential aspect of the system according to the invention to control the sun position tracking is in too see that each tracking unit each has a first control unit is assigned, the its associated actuators controls that at least one second control unit is provided, to the multiple first controllers via a data bus are connected and that the at least one second control unit for delivery to each addressed to a first control device Commands and / or control information over the data bus is trained. By the at least two-stage hierarchy of Control units, it is possible that the first control units in each case the positioning units associated with a tracking unit controls, moves to a position depending on the position of the sun and in case of deviations of the actual position of the target position, a readjustment performs. This will be the control and regulation tasks performed directly on the tracking unit, so that the transmission of readjustment commands via the data bus is omitted and thus on the data bus only Commands, control information and status messages o. Ä. Transfer Need to become. This has a significantly reduced data volume on the data bus result.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten Steuereinheiten in Serie an den Datenbus angeschlossen. Diese Anschlussart ist auch als sog. „Daisy chain” bekannt. Vorzugsweise ist der Datenbus zudem als Zweidraht-Datenbus ausgebildet, wobei an jeweils eine zweite Steuereinheit bis zu 255 erste Steuereinheiten in Serie anschließbar sind. Durch die Verwendung eines seriellen Datenbus, der insbesondere lediglich aus zwei Steuerleitungen besteht, ist eine sehr einfache und kostengünstige Verbindung zwischen den einzelnen ersten Steuereinheiten und der zumindest einen zweiten Steuereinheit möglich.According to one preferred embodiment, the first control units connected in series to the data bus. This connection type is also called so-called "daisy chain" known. Preferably, the data bus also designed as a two-wire data bus, wherein in each case one second control unit can connect up to 255 first control units in series are. By using a serial data bus, in particular just two control lines is a very simple and cost-effective connection between each first Control units and the at least one second control unit possible.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform überträgt die zweite Steuereinheit in den adressierten Befehlen und/oder Steuerungsinformationen Sonnenstandsdaten an die einzelnen ersten Steuergeräte. Die ersten Steuereinheiten sind zum Empfang, zur Speicherung und zur Auswertung einer auf dem Datenbus übertragenen Sonnenstandsinformation ausgebildet. Die Adressierung der Befehle und/oder Steuerungsinformationen ermöglicht eine individuelle Steuerung der einzelnen Nachführeinheiten, beispielsweise eine Ansteuerung derart, dass auch Abschattungseffekte zwischen einzelnen Nachführeinheiten bei der Sonnenstandsnachführung berücksichtigt werden können.In another particularly preferred embodiment transmits the second control unit in the addressed commands and / or control information Sun position data to the individual first control units. The first control units are for receiving, storing and for evaluating a sun position information transmitted on the data bus educated. The addressing of commands and / or control information allows individual control of the individual tracking units, For example, a control such that shading effects between individual tracking units in the sun position tracking can be considered.

Vorzugsweise ist die erste Steuereinheit zur Ansteuerung der ihr zugeordneten Stelleinheiten gemäß der übertragenen Sonnenstandsinformation ausgebildet. Hierbei sind die Sonnenstandsinformationen beispielsweise jeweils ein Absolutwert des Azimuth- und Elevationswinkels, die in den ersten Steuereinheiten selbst in Ansteuerungsdaten für die Stelleinheiten umgesetzt werden. In der ersten Steuereinheit werden des Weiteren durch Positionssensoren bereitgestellte Positionsinformationen erfasst und ausgewertet. Aus einem Vergleich der Positions- und Sonnenstandsinformationen werden die bestehenden Abweichungen ermittelt und die Stelleinheiten derart angesteuert, dass die Nachführeinheiten auf die gewünschte Sollposition ausgerichtet werden.Preferably is the first control unit to control its assigned Actuators according to the transferred Sunrise information is trained. Here are the sun position information for example, in each case an absolute value of the azimuth and elevation angle, in the first control units themselves in control data for the actuators are implemented. In the first control unit Furthermore, position information provided by position sensors recorded and evaluated. From a comparison of the position and Sunrise information is used to determine the existing deviations and the actuators driven so that the tracking units on the desired target position are aligned.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Steuereinheit zur Abgabe von adressierten Diagnose- und/oder zur Statusabfragen an die jeweiligen ersten Steuereinheiten über den Datenbus ausgebildet. Dadurch ist es möglich, dass die zweite Steuereinheit den ersten Steuereinheiten hierarchisch übergeordnete Kontroll- bzw. Steuerungsaufgaben übernimmt.According to one Another preferred embodiment is the second control unit for the delivery of addressed diagnostic and / or status queries to the respective first control units via the data bus educated. This makes it possible for the second control unit the first control units hierarchically higher-level control or takes over control tasks.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform sind mehrere zweite Steuereinheiten vorgesehen, denen jeweils eine Gruppe von ersten Steuereinheiten zugeordnet ist. Hierbei bildet jeweils eine zweite Steuereinheit mit den an ihr angeschlossenen ersten Steuereinheiten ein unabhängig vom restlichen System funktionsfähiges Teilsystem. Durch die derartige Strukturierung mehrerer Nachführeinheiten in voneinander autark funktionsfähige Gruppen ist es möglich, dass auch beim Ausfall einer zweiten Steuereinheit die übrigen, jeweils aus einer zweiten Steuereinheit mit mehreren ersten Steuereinheiten gebildeten Einheiten funktionsfähig bleiben.In another particularly preferred embodiment provided a plurality of second control units, each having a group is assigned by first control units. Here each forms a second control unit with the first connected to it Control units work independently of the rest of the system Subsystem. Due to the structuring of several tracking units in independently functioning groups it is possible that even if a second control unit fails, the remaining, each from a second control unit with a plurality of first control units remain functional.

Vorzugsweise ist jeweils in der zweiten Steuereinheit ein Datensatz mit Sonnenstandsinformationen abgelegt. Dieser Datensatz kann beispielsweise als Rechnertabelle in einem Speicherbereich der zweiten Steuereinheit abgelegt sein und die tages- bzw. jahreszeitabhängigen Sonnenstandsdaten beispielsweise als Wertepaar von Azimut- und Elevationswinkel enthalten. Dieser Datensatz dient somit als Datenbasis für die Steuerung der Nachführeinheiten.Preferably is in each case in the second control unit, a record with sun position information stored. This data record can be used, for example, as a computer table be stored in a memory area of the second control unit and the daily or season-dependent sun position data For example, as a pair of values of azimuth and elevation angle included. This data record thus serves as a database for the controller the tracking units.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest eine zweite Steuereinheit in ein Rechnernetzwerk, beispielsweise ein TCP/IP-Ethernet-Netzwerk, eingebunden. Abhängig von der Anzahl von zweiten Steuereinheiten und deren räumlicher Distanz kann das Netzwerk aus Kupfernetzwerkkabeln oder aus Lichtwellenleitern gebildet sein. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Vernetzung der zweiten Steuereinheiten ermöglicht. Zudem können durch die Verwendung einer Standard-TCP/IP-Ethernet-Schnittstelle beliebig viele weitere Standard-Komponenten, beispielsweise Router oder Switches, Teil des Rechnernetzwerks werden.According to one Another particularly preferred embodiment is the at least a second control unit in a computer network, for example a TCP / IP Ethernet network, integrated. Depending on the number of second control units and their spatial Distance can be the network formed by copper network cables or fiber optic cables be. This will be a simple and inexpensive networking allows the second control units. In addition, you can by using a standard TCP / IP Ethernet interface Any number of other standard components, such as routers or switches, become part of the computer network.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest eine zweite Steuereinheit eine modular aufgebaute SPS-Steuereinheit mit Prozessor und Speichereinheit. Diese ist vorzugsweise zum einen in das Rechnernetzwerk eingebunden, zum anderen enthält es eine weitere vorzugsweise differentielle serielle Schnittstelle, insbesondere eine RS-485-Standardschnittstelle zur Ansteuerung der am Datenbus angeschlossenen ersten Steuereinheiten. D. h. die zweite Steuereinheit bildet eine Schnittstelle zwischen dem Rechnernetzwerk und dem Datenbus. Durch die Ausstattung der zweiten Steuereinheit mit zumindest einem Prozessor und einer Speichereinheit ist es möglich, auch rechen- und speicherintensive Aufgaben, beispielsweise die Betriebsdatenerfassung zu bewerkstelligen. Durch die mittels SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) programmierbare Steuereinheit ist eine individuelle Anpassung auf die jeweiligen Steuerungsaufgaben möglich.In a further particularly preferred embodiment, the at least one second control unit is a modular PLC control unit with processor and memory unit. This is preferably integrated on the one hand into the computer network, on the other hand it contains a further preferably differential serial interface, in particular one RS-485 standard interface for controlling the first control units connected to the data bus. Ie. the second control unit forms an interface between the computer network and the data bus. By equipping the second control unit with at least one processor and a memory unit, it is also possible to accomplish compute-intensive and memory-intensive tasks, for example the acquisition of operating data. By means of the programmable logic controller (programmable logic controller) control unit, an individual adaptation to the respective control tasks is possible.

Weiterhin weist die zumindest eine zweite Steuereinheit einen WEB-Server und einen FTP-Server zum Datenaustausch auf. Der WEB-Server dient hierbei beispielsweise zur Visualisierung, Konfiguration und/oder Diagnose über einen Web-Browser eines Rechners, der im lokalen Rechnernetzwerk oder aber auch in einem beispielsweise über das Internet verbundenen Fernnetzwerk (remote) betrieben wird. Über den FTP-Server ist es möglich, auf in der Speichereinheit der zweiten Steuereinheit gespeicherte Daten zuzugreifen.Farther the at least one second control unit has a WEB server and an FTP server for data exchange. The WEB server serves here For example, for visualization, configuration and / or diagnosis a web browser of a computer running on the local computer network or even in an example connected via the Internet Remote network is operated. About the FTP server is it possible on in the storage unit of the second Control unit to access stored data.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Rechnernetzwerk eine dritte Steuereinheit, die zum Datenaustausch mit den an ihr angeschlossenen, vorzugsweise mehreren zweiten Steuereinheiten und zur menügesteuerten Bedienung und/oder Diagnose des gesamten Systems ausgebildet ist. Die dritte Steuereinheit bildet hierbei die oberste Hierarchieebene der Steuereinheiten und ermöglicht somit eine weitere Abstrahierung der Aufgabenverteilung. Diese ist insbesondere dann von Nöten, wenn ein großes System mit mehreren zweiten Steuereinheiten betrieben wird. So lassen sich beispielsweise die Betriebsdatenerfassung, die Bedienung und Steuerung, sowie andere das gesamte System betreffende Dienste bzw. Schnittstellen in dieser dritten Steuereinheit vereinheitlichen.According to one further particularly preferred embodiment the computer network a third control unit, which is used for data exchange with the connected to her, preferably a plurality of second control units and for menu-driven operation and / or diagnosis of entire system is formed. The third control unit forms in this case the highest hierarchical level of the control units and allows thus a further abstraction of the task distribution. This is especially when a large system is needed operated with several second control units. That's the way to go For example, the operation data acquisition, operation and control, as well as other system-wide services or interfaces unify in this third control unit.

Vorzugsweise ist die zweite und/oder dritte Steuereinheit zur Bereitstellung von Sonnenstandsdaten aus einem in einem Speicher abgelegten Datensatz oder zum Beziehen der Sonnenstandsdaten aus einem Datennetz, beispielsweise dem Internet ausgebildet. In Kombination oder alternativ hierzu weist die zweite oder dritte Steuereinheit satellitengestützte Mittel zur Bestimmung des Standorts und/oder der an diesem Standort vorliegenden zeitabhängigen Sonnenstandsinformationen auf. Dadurch ist es insbesondere in Verbindung mit einem den Aufstellungsort bestimmbaren System, beispielsweise einem GPS-System möglich, dass die zweite und/oder dritte Steuereinheit selbstständig aufgrund des bestimmten Standorts die an diesem vorherrschenden tages- und jahreszeitabhängigen Daten zu erfassen, diese in einem Speicher abzulegen und mit diesen ermittelten zeitabhängigen Sonnenstandsinformationen die Nachführung zu bewerkstelligen.Preferably is the second and / or third control unit for deployment of sun position data from a data set stored in a memory or for obtaining the sun position data from a data network, for example trained on the Internet. In combination or alternatively the second or third control unit satellite-based Means of determining the location and / or location of this site present time-dependent sun position information. This makes it especially in connection with a site determinable system, for example a GPS system, that the second and / or third control unit independently due of the particular location which prevails at this day and day to record season-dependent data, this in one Store memory and with these determined time-dependent Sunrise information to accomplish the tracking.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform sind Mittel zur leitungsgebundenen und/oder drahtlosen Verbindung mit dem Internet vorgesehen, beispielsweise mittels einer GSM-, GPRS-, UMTS- oder WLAN-Schnittstelleneinheit. Über diese Schnittstellen kann ein gesicherter Zugriff über das Internet auf das Gesamtsystem erfolgen und auch über Fernzugriff ein Systemeingriff vorgenommen werden. Zudem kann ein Monitoring des Gesamtsystems, beispielsweise über ein SNMP-Protokoll (simple network management protocol) realisiert werden, das über Email, SMS oder andere Kommunikationsmöglichkeiten den Betreiber über eventuell auftretende Störungen informiert.According to a further particularly preferred embodiment, means are provided for wired and / or wireless connection to the Internet, for example by means of a GSM, GPRS, UMTS or WLAN interface unit. Secure access over the Internet to the overall system can be achieved via these interfaces gene and also via remote access system intervention are made. In addition, a monitoring of the entire system, for example via an SNMP protocol (simple network management protocol) can be realized, which informs the operator about any problems via e-mail, SMS or other means of communication.

Zum Schutz des Systems vor Windschäden können vorzugsweise mehrere Windsensoren örtlich getrennt voneinander vorgesehen sein, die jeweils einer Gruppe von zu einer zweiten Steuereinheit gehörenden ersten Steuereinheiten zugeordnet sind. Abweichend hiervon kann für die Gesamtanlage lediglich ein zentraler Windsensor vorgesehen sein. Die durch diese Sensoren ermittelten Messwerte, die insbesondere die Windstärke und die Windrichtung umfassen, können dann mittels einer von der zweiten Steuereinheit generierten, auf dem Datenbus übertragenden Steuerungsinformation den ersten Steuereinheiten zur Verfügung gestellt werden, so dass diese, vorzugsweise innerhalb weniger Millisekunden, die Nachführeinheiten aus dem Wind drehen bzw. schwenken.To the Protecting the system from wind damage may be preferable several wind sensors provided separately from each other be each one of a group of to a second control unit associated first control units are associated. deviant This can only be a central for the entire system Wind sensor be provided. The determined by these sensors Measurements, in particular the wind strength and the wind direction can then by means of one of the second control unit generated, transmitted on the data bus control information be provided to the first control units, so that these, preferably within a few milliseconds, the Turn or swivel tracking units out of the wind.

Zudem ergeben sich Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. Es zeigen:moreover arise further developments, advantages and applications the invention also from the following description of exemplary embodiments and from the figures. All are described and / or illustrated illustrated features in themselves or in any combination in principle Subject matter of the invention, regardless of its summary in the claims or their dependency. Also the content of the claims becomes part of the Description made. Show it:

1 beispielhaft ein System zur Steuerung der Sonnenstandsnachführung mit aus drei Hierarchiestufen bestehenden Steuereinheiten in einer Systemdarstellung; 1 Example, a system for controlling the sun position tracking with existing three hierarchy control units in a system view;

2 beispielhaft ein System zur Steuerung der Sonnenstandsnachführung mit aus zwei Hierarchiestufen bestehenden Steuereinheiten in einer Systemdarstellung; 2 For example, a system for controlling the sun position tracking with existing two hierarchy control units in a system view;

3 beispielhaft ein Blockschaltbild des Systems zur Steuerung der Sonnenstandsnachführung nach 1; 3 For example, a block diagram of the system for controlling the sun position tracking 1 ;

4 beispielhaft die Struktur der Befehle und/oder Steuerungsinformationen und 4 exemplifies the structure of the commands and / or control information and

5 beispielhaft die Struktur der Statusinformationen. 5 exemplifies the structure of the status information.

1 zeigt beispielhaft ein System 1 zur Steuerung der Sonnenstandsnachführung mit einer Vielzahl von nachzuführenden Einheiten oder Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n, die jeweils um zumindest eine Raumachse mittels zumindest einer Stelleinheit M1, M2 dreh- bzw. schwenkbar angeordnet sind. Jeder Nachführeinheit 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n ist jeweils eine erste Steuereinheit SG1–SGn zugeordnet, die zur Steuerung der Stelleinheiten M1, M2 der jeweiligen Nachführeinheit 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n ausgebildet ist. Die Nachführeinheiten 2.1.1.–2.1.n bilden hierbei eine erste Gruppe von Nachführeinheiten, zu deren übergeordneten Steuerung eine zweite Steuereinheit SE1 vorgesehen ist. Die Nachführeinheiten 2.2.1–2.2.n bilden eine zweite Gruppe von Nachführeinheiten, zu deren übergeordnete Steuerung eine weitere zweite Steuereinheit SE2 vorgesehen ist. Je nach Größe des Systems 1 können weitere derartige Gruppen aus jeweils einer zweiten Steuereinheit SE1–SEn und mehreren dieser zweiten Steuereinheit SE1–SEn zugeordneten ersten Steuereinheiten SG1–SGn vorgesehen werden. Die Steuergeräte SG1–SGn jeweils einer Gruppe von Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n sind jeweils in Serie über einen Datenbus DB an die jeweiligen zweiten Steuereinheiten SE1–SEn angebunden. 1 shows an example of a system 1 for controlling the sun position tracking with a plurality of units to be tracked or tracking units 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n , which are each arranged rotatable or pivotable about at least one spatial axis by means of at least one actuator M1, M2. Each tracking unit 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n In each case, a first control unit SG1-SGn is assigned to control the actuators M1, M2 of the respective tracking unit 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n is trained. The tracking units 2.1.1. - 2.1.n in this case form a first group of tracking units, to whose superordinate control a second control unit SE1 is provided. The tracking units 2.2.1 - 2.2.n form a second group of tracking units, to whose superordinate control a further second control unit SE2 is provided. Depending on the size of the system 1 Further such groups may each be provided from a respective second control unit SE1-SEn and a plurality of first control units SG1-SGn assigned to this second control unit SE1-SEn. The controllers SG1-SGn each a group of tracking units 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n are each connected in series via a data bus DB to the respective second control units SE1-SEn.

Die zweiten Steuereinheiten SE1–SEn sind Bestandteil eines Rechnernetzwerks NW, insbesondere eines TCP/IP-Ethernet Netzwerks und stehen über dieses Netzwerk miteinander in Verbindung. Des Weiteren umfasst das Rechnernetzwerk NW vorzugsweise eine dritte Steuereinheit ZSE, die eine zentrale Steuereinheit bildet. Die zweiten Steuereinheiten SE1–SEn tauschen mit der dritten Steuereinheit ZSE über das Rechnernetzwerk NW Daten, insbesondere Betriebs- und Positionsdaten der einzelnen Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n aus. Darüber hinaus dient die dritte Steuereinheit ZSE zur menügesteuerten Bedienung und Diagnose des Gesamtsystems.The second control units SE1-SEn are part of a computer network NW, in particular a TCP / IP Ethernet network and communicate with each other via this network. Furthermore, the computer network NW preferably comprises a third control unit ZSE, which forms a central control unit. The second control units SE1-SEn exchange data with the third control unit ZSE via the computer network NW, in particular operating and position data of the individual tracking units 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n out. In addition, the third control unit ZSE is used for menu-driven operation and diagnosis of the entire system.

Die dritte Steuereinheit ZSE weist zudem satellitengestützte Mittel zur Bestimmung des Standorts und/oder der an diesem Standort vorliegenden zeitabhängigen Sonnenstandsinformationen auf. Diese Mittel werden beispielsweise über eine Satellitenschnittstelleneinheit SAT, die vorzugsweise einen GPS-Dongle aufweist, gebildet, der über ein satellitengestütztes Verfahren, beispielsweise GPS (Global Positioning System) den aktuellen Aufstellort des Systems 1 ermittelt. Zudem wird von Satelliten auch der ortsabhängige Sonnenstand übertragen. Die Satellitenschnittstelleneinheit SAT berechnet anhand des mittels des satellitengestützten Verfahrens ermittelten Aufstellungsorts und dem vom Satelliten übertragenen orts- und zeitabhängigen Sonnenstand die tages- und jahreszeitabhängigen Sonnenstandsdaten am Aufstellort, anhand derer die einzelnen Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n dem Sonnenstand nachgeführt werden.The third control unit ZSE also has satellite-based means for determining the location and / or the time-dependent sun position information present at this location. These means are formed, for example, via a satellite interface unit SAT, which preferably has a GPS dongle, which uses a satellite-based method, for example GPS (Global Positioning System), to determine the current installation location of the system 1 determined. In addition, satellites also transmit the location-dependent position of the sun. The satellite interface unit SAT calculates on the basis of the determined by means of the satellite-based method site and the satellite and the time-dependent sun position the day and season-dependent sun position data at the installation, based on which the individual tracking units 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n track the position of the sun.

Außerdem ist die Anbindung des Systems 1 zur Steuerung der Sonnenstandsnachführung an das Internet vorgesehen. Diese Anbindung kann für den Fall, dass am Aufstellort ein leitungsgebundener Internetanschluss zur Verfügung steht über ein Netzkoppelelement 3, vorzugsweise einen Router, erfolgen. Dieses Netzkoppelelement 3 kann vorzugsweise auch eine Firewall zum Schutz des Rechnernetzwerks NW vor unautorisierten Zugriffen aufweisen.In addition, the connection of the system 1 provided for controlling the sun position tracking to the Internet. This connection can, in the event that at the installation site a wired Internet connection is available via a network coupling element 3 , preferably a router. This network coupling element 3 may preferably also have a firewall to protect the computer network NW from unauthorized access.

Für den Fall, dass kein leitungsgebundener Internetanschluss zur Verfügung steht oder zur Bildung einer Redundanz zum leitungsgebundenen Internetanschluss kann das System 1 eine drahtlose Schnittstelleneinheit 4 aufweisen, die zum Aufbau einer Funkverbindung, beispielsweise einer GSM, GPRS, UMTS oder WLAN-Verbindung ausgebildet ist. Mittels dieser Funkverbindung wird die Einwahl in das Internet beim Fehlen eines leitungsgebundenen Internetanschlusses oder bei temporär fehlender Verfügbarkeit einer derartigen Internetverbindung ermöglicht.In the event that no wired Internet connection is available or to establish a redundancy to the wired Internet connection, the system 1 a wireless interface unit 4 have, which is designed to establish a radio connection, such as a GSM, GPRS, UMTS or WLAN connection. By means of this wireless connection the dial-up to the Internet is made possible in the absence of a wired Internet connection or temporarily lack of availability of such an Internet connection.

Mittels des Internetzugangs ist das System 1 fernadministrier- bzw. fernwartbar, d. h. von einem beliebigen Aufstellort aus lässt sich mittels eines Rechners 5, einen PDA oder Handy 6 über das Internet der Betriebszustand aller Systemkomponenten überprüfen und es kann eine Bedienung und Diagnose des Gesamtsystems vorgenommen werden. Zudem ist es möglich, die Sonnenstandsdaten alternativ zum Satelliten aus einem Datennetz, beispielsweise aus dem Internet selbst, zu beziehen. Des Weiteren können bei eventuell auftretenden Fehlern oder Störungen über ein SNMP-Protokoll Meldungen an definierte Stellen abgesetzt werden, beispielsweise über Email oder SMS.By means of the Internet access is the system 1 fernadministrier- or fernwartbar, ie from any location from can be by means of a computer 5 , a PDA or mobile phone 6 Check the operating status of all system components via the Internet and operate and diagnose the entire system. In addition, it is possible to obtain the sun position data as an alternative to the satellite from a data network, for example from the Internet itself. Furthermore, in the event of errors or faults that may occur, messages can be sent to defined locations via an SNMP protocol, for example via e-mail or SMS.

2 zeigt beispielhaft ein System 1 zur Steuerung der Sonnenstandsnachführung, das im Unterschied zum System aus 1 lediglich eine einzige zweite Steuereinheit SE1 aufweist. Eine derartige Systemarchitektur wird beispielsweise bei einer geringen Anzahl von nach dem Sonnenstand auszurichtenden Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n gewählt. Aufgrund der Tatsache, dass lediglich eine einzige zweite Steuereinheit SE1 vorgesehen ist, kann die Implementierung einer dritten Steuereinheit ZSE unterbleiben, so dass lediglich zwei Hierarchiestufen von Steuereinheiten SE1, SG1–SGn vorgesehen sind. Die vorher beschriebenen Aufgaben der dritten Steuereinheit ZSE werden vollständig von der zweiten Steuereinheit SE1 übernommen. Zudem weist bei dieser Systemarchitektur die zweite Steuereinheit SE1 die satellitengestützten Mittel zur Bestimmung des Standorts und/oder der an diesem Standort vorliegenden zeitabhängigen Sonnenstandsinformationen auf. Diese Mittel können beispielsweise von einer Satellitenschnittstelleneinheit SAT gebildet sein. Der übrige Aufbau ist äquivalent zum bereits vorher beschriebenen, so dass die obigen Ausführungen auch hier Gültigkeit besitzen. 2 shows an example of a system 1 to control the sun position tracking, unlike the system 1 only a single second control unit SE1 has. Such a system architecture is, for example, in a small number to be aligned according to the position of the sun tracking 2.1.1 - 2.1.n selected. Due to the fact that only a single second control unit SE1 is provided, the implementation of a third control unit ZSE can be omitted, so that only two hierarchical levels of control units SE1, SG1-SGn are provided. The previously described tasks of the third control unit ZSE are completely taken over by the second control unit SE1. Moreover, in this system architecture, the second control unit SE1 has the satellite-based means for determining the location and / or the time-dependent position of the sun position present at this location. These means may for example be formed by a satellite interface unit SAT. The remainder of the construction is equivalent to that already described above, so that the above statements are also valid here.

3 zeigt schematisch ein Blockschaltbild des in 1 gezeigten Systems 1. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind den ersten Steuereinheiten SG1–SGn jeweils zwei Stelleinheiten M1, M2 zur Sonnenstandsnachführung der Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n im Azimut und in der Elevation zugewiesen. Des Weiteren sind den ersten Steuereinheiten SG1–SGn jeweils zwei Positionssensoren P1, P2 zugeordnet, mittels denen jeweils der Azimut- und Elevationswinkel der der jeweiligen ersten Steuereinheit SG1–SGn zugeordneten Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n bestimmbar ist. Die Positionssensoren P1, P2 können beispielsweise durch Drehimpulsgeber oder durch Linearpotentiometer gebildet sein. 3 schematically shows a block diagram of the in 1 shown system 1 , In the exemplary embodiment shown, the first control units SG1-SGn each have two actuating units M1, M2 for tracking the tracking of the tracking units in the sun 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n assigned in azimuth and elevation. Furthermore, the first control units SG1-SGn are each assigned two position sensors P1, P2, by means of which in each case the azimuth and elevation angles of the tracking units associated with the respective first control unit SG1-SGn 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n is determinable. The position sensors P1, P2 can be formed, for example, by rotary encoders or by linear potentiometers.

Die ersten Steuereinheiten SG1–SGn sind über einen Datenbus DB, der insbesondere ein Zweidraht-Datenbus ist, an eine zweite Steuereinheit SE1–SEn angeschlossen und zwar derart, dass einer zweiten Steuereinheit SE1–SEn jeweils mehrere erste Steuereinheiten SG1–SGn zugeordnet sind. Es können beispielsweise bis zu 255 erste Steuereinheiten SG1–SGn über einen Datenbus DB in Serie an eine zweite Steuereinheit SE1–SEn angeschlossen werden. Der Datenbus DB ist hierbei beispielsweise ein serieller Datenbus mit RS485-Standard , der sich aufgrund seiner symmetrischen Signalübertragung durch eine hohe Toleranz gegenüber elektromagnetischen Störungen auszeichnet. Über den Datenbus DB werden hierbei von den zweiten Steuereinheiten SE1–SEn an die jeweiligen ersten Steuereinheiten SG1–SGn adressierte Befehle und/oder Steuerungsinformationen übertragen. Die ersten Steuereinheiten SG1–SGn, die einer zweiten Steuereinheit SE1–SEn zugeordnet sind, bilden jeweils eine Gruppe von ersten Steuereinheiten, wobei jeder ersten Steuereinheit SE1–SEn der Gruppe eine eindeutige Adresse zugewiesen ist. Diese ist beispielsweise über Schalter an der jeweiligen ersten Steuereinheit SG1–SGn einstellbar. Mittels dieser Adresse ist jede erste Steuereinheit SG1–SGn einer Gruppe eindeutig identifiziert, so dass die von der zweiten Steuereinheit SE1–SEn abgesetzten, adressierten Befehle genau einer ersten Steuereinheit SG1–SGn zuweisbar sind.The first control units SG1-SGn are connected via a data bus DB, which is in particular a two-wire data bus, to a second control unit SE1-SEn in such a way that a second control unit SE1-SEn are each assigned a plurality of first control units SG1-SGn. For example, up to 255 first control units SG1-SGn can be connected in series to a second control unit SE1-SEn via a data bus DB. The data bus DB is in this case a serial data bus, for example RS485 standard , which is distinguished by its high tolerance to electromagnetic interference due to its symmetrical signal transmission. In this case, commands and / or control information addressed by the second control units SE1-SEn to the respective first control units SG1-SGn are transmitted via the data bus DB. The first control units SG1-SGn, which are assigned to a second control unit SE1-SEn, each form a group of first control units, wherein each first control unit SE1-SEn of the group is assigned a unique address. This can be set, for example, via switches on the respective first control unit SG1-SGn. By means of this address, each first control unit SG1-SGn of a group is uniquely identified, so that the addressed commands issued by the second control unit SE1-SEn are precisely assignable to a first control unit SG1-SGn.

Der Datenbus ist hierbei zudem bidirektional ausgebildet, so dass sowohl von der zweiten Steuereinheit SE1–SEn Befehle und/oder Steuerungsinformationen an die ersten Steuereinheiten SG1–SGn und umgekehrt von den ersten Steuereinheiten SG1–SGn beispielsweise Statusinformationen an die jeweilige zweite Steuereinheit SE1–SEn übertragen werden können. Mittels derartiger adressierter Befehle und/oder Steuerungsinformationen werden insbesondere die für die Sonnenstandsnachführung notwendigen Sonnenstandsdaten von den jeweiligen zweiten Steuereinheiten SE1–SEn an die ersten Steuereinheiten SG1–SGn übertragen. Des Weiteren können von der zweiten Steuereinheit SE1–SEn adressierte Diagnose- bzw. Statusabfragen über den Datenbus DB an die ersten Steuereinheiten SG1–SGn übermittelt werden. Diese Diagnose- bzw. Statusabfragen werden von der ersten Steuereinheit SG1–SGn, an die die Diagnose- bzw. Statusabfrage adressiert war, mit Statusinformationen beantwortet, die die zweiten Steuereinheiten SE1–SEn über den abgefragten Status in Kenntnis setzen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die aktuelle Ausrichtung der Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.n, die Spannungen an den Stelleinheiten, bestimmte Zustände in den ersten Steuereinheiten SG1–SGn, insbesondere Fehlerzustände, abzufragen.In this case, the data bus is also bidirectional, so that commands and / or control information from the second control unit SE1-SEn to the first control units SG1-SGn and vice versa are transmitted from the first control units SG1-SGn to the respective second control unit SE1-SEn can be. By means of such addressed commands and / or control information are in particular those for the sun position tracking necessary sun position data from the respective second control units SE1-SEn transmitted to the first control units SG1-SGn. Furthermore, diagnostic or status inquiries addressed by the second control unit SE1-SEn can be transmitted via the data bus DB to the first control units SG1-SGn. These diagnostic or status inquiries are answered by the first control unit SG1-SGn, to which the diagnosis or status query was addressed, with status information, which informs the second control units SE1-SEn of the requested status. This makes it possible, for example, the current orientation of the tracking units 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.n to query the voltages at the actuators, certain states in the first control units SG1-SGn, in particular error conditions.

4 zeigt beispielhaft die auf dem Datenbus DB übertragene Struktur der Befehle und/oder Steuerungsinformationen zwischen der zweiten Steuereinheit SE1–SEn und den ersten Steuereinheiten SG1–SGn. Des Weiteren zeigt 5 die Struktur der Statusinformationen, die zwischen den ersten Steuereinheiten SG1–SGn und der Ihnen zugeordneten zweiten Steuereinheit SE1–SEn übertragen werden. Vorzugsweise werden auf jeden von der zweiten Steuereinheit SE1–SEn abgegebenen adressierten Befehl und/oder Steuerungsinformation von der ersten Steuereinheit SG1–SGn, an die der Befehl und/oder die Steuerungsinformation adressiert ist, eine Statusinformation rückübermittelt. 4 shows by way of example the structure of the commands and / or control information transmitted on the data bus DB between the second control unit SE1-SEn and the first control units SG1-SGn. Further shows 5 the structure of the status information transmitted between the first control units SG1-SGn and the second control unit SE1-SEn assigned to them. Preferably, status information is sent back to each addressed command and / or control information issued by the second control unit SE1-SEn from the first control unit SG1-SGn to which the command and / or the control information is addressed.

Ein von der zweiten Steuereinheit SE1–SEn an eine erste Steuereinheit SG1–SGn übertragener Befehl und/oder Steuerungsinformationen weist zunächst ein Datenfeld für die Länge des Befehls und/oder der Steuerungsinformation auf. Anschließend wird eine Adresse übertragen, die eindeutig eine erste Steuereinheit SG1–SGn definiert, an die der Befehl und/oder die Steuerungsinformation adressiert sind. Das darauffolgende Feld definiert die Art des Befehls und/oder der Steuerungsinformation, der in der adressierten ersten Steuereinheit SG1–SGn ausgeführt werden muss. Hierzu sind eine Reihe von Befehlen und/oder Statusinformationen vordefiniert und mit einer eindeutigen Kennung versehen, wobei diese Kennung zur Angabe der Art des Befehls und/oder der Steuerungsinformation übertragen wird. Anschließend folgen mehrere Felder, in denen binäre Werte von der zweiten Steuereinheit SE1–SEn an die jeweilige erste Steuereinheit SG1–SGn übertragen werden können. Diese Werte können beispielsweise den Sonnenstand mittels eines Azimut- und/oder Elevationswinkels angeben. Im vorletzten Feld werden Kontrollbits übertragen, deren Wert sich vorzugsweise durch eine logische Verknüpfung der vorgenannten Felder ergibt. Sie dienen zur Kontrolle einer fehlerlosen Übertragung auf dem Datenbus DB. Am Ende eines jeden Befehls steht ein Stopbit, das das Ende eines Befehls kennzeichnet.One from the second control unit SE1-SEn to a first control unit SG1-SGn transmitted command and / or control information first has a data field for the length of the command and / or the control information. Subsequently An address is transmitted which is clearly a first one Defined control unit SG1-SGn, to which the command and / or the control information is addressed. The next field defines the type of command and / or control information that executed in the addressed first control unit SG1-SGn must become. For this a number of commands and / or status information are predefined and provided with a unique identifier, this identifier to indicate the type of command and / or the control information becomes. Then follow several fields in which binary Values from the second control unit SE1-SEn to the respective one first control unit SG1-SGn be transmitted can. These values can be, for example, the Specify the position of the sun using an azimuth and / or elevation angle. In the penultimate field control bits are transmitted, their value preferably by a logical combination of the aforementioned Fields results. They serve to control a faultless transmission on the data bus DB. At the end of each command is a stop bit, which marks the end of a command.

Der Aufbau der in 5 gezeigten Statusmeldungen, die von der jeweiligen ersten Steuereinheit SG1–SGn, an die ein Befehl und/oder eine Steuerungsinformation gerichtet war, an die zweite Steuereinheit SE1–SEn rückübertragen wird, zeigt einen ähnlichen Aufbau wie die in 4 dargestellte Struktur eines Befehls und/oder einer Steuerungsinformation. In einem ersten Feld wird die Länge der Statusinformation angegeben, das darauffolgende Feld kennzeichnet die Adresse der ersten Steuereinheit SG1–SGn, die die Statusinformation abgesandt hat, um eine eindeutige Zuweisung der Statusinformation zu einer ersten Steuereinheit SG1–SGn in der zweiten Steuereinheit SE1–SEn zu gewährleisten. Darauf folgt eine Statusinformation, wobei auch hier Arten von Statusmeldungen vordefiniert und mit einer definierten Kennung versehen sind. Es folgen mehrere Wertefelder, die in binärer Form einen Zahlenwert repräsentieren. Dieser Zahlenwert kann beispielsweise die Ist-Werte des Azimut- bzw. Elevationswinkels oder andere für den Betrieb des Systems notwendige Statusinformationen repräsentieren. Das vorletzte Feld bildet eine Reihe von Kontrollbits, die eine logische Verknüpfung der vorher genannten Felder der Statusinformation ist und eine Prüfung auf eventuell aufgetretene Übertragungsfehler ermöglicht. Das Ende bildet wiederum ein Stopbit, das den Abschluss der Statusinformationsübertragung signalisiert.The construction of in 5 shown status messages, which is returned from the respective first control unit SG1-SGn, to which a command and / or a control information was directed, to the second control unit SE1-SEn, shows a similar structure as that in 4 illustrated structure of a command and / or control information. In a first field, the length of the status information is specified, the subsequent field identifies the address of the first control unit SG1-SGn, which has sent the status information, to uniquely assign the status information to a first control unit SG1-SGn in the second control unit SE1-SEn to ensure. This is followed by status information, where types of status messages are also predefined and provided with a defined identifier. This is followed by several value fields, which represent a numerical value in binary form. This numerical value can represent, for example, the actual values of the azimuth or elevation angle or other status information necessary for the operation of the system. The penultimate field forms a series of check bits, which is a logical combination of the previously mentioned fields of the status information and makes it possible to check for possible transmission errors. The end in turn forms a stop bit signaling the completion of the status information transfer.

Durch die derartige Struktur der Befehls- und/oder Steuerungsinformationen, insbesondere durch deren eindeutige Zuweisung zu ersten Steuereinheiten SG1–SGn können die Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n jeweils getrennt voneinander ausgerichtet werden, so dass auch beispielsweise bei Abschattungsproblemen einzelner Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n untereinander ein optimierter Betrieb des Systems 1 gewährleistet ist.Due to the structure of the command and / or control information, in particular by their unique assignment to first control units SG1-SGn, the tracking units can 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n each be aligned separately, so that, for example, in shading problems of individual Nachführeinheiten 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n among themselves an optimized operation of the system 1 is guaranteed.

Im Folgenden wird die Sonnenstandsnachführung mittels einzelner an die jeweiligen ersten Steuereinheiten SG1–SGn adressierter Befehle beschrieben. Die Bereitstellung der tages- und jahreszeitabhängigen Sonnenstandsdaten erfolgt bei einem System gemäß 1 durch die dritte Steuereinheit ZSE oder bei einem System gemäß 2 durch die zweite Steuereinheit SE1. Für ersteren Fall werden die Sonnenstandsdaten über das Rechnernetzwerk NW an die zweiten Steuereinheit SE1–SEn übermittelt. Diese Sonnenstandsdaten werden von den zweiten Steuereinheiten SE1–SEn einzeln mittels oben beschriebener Befehle und/oder Steuerungsinformationen an die ersten Steuereinheiten SG1–SGn übermittelt. Diese ersten Steuereinheiten SG1–SGn sind zum Empfang, zur Speicherung und zur Auswertung der auf dem Datenbus DB übertragenen Sonnenstandsinformationen ausgebildet. Dies bedeutet, dass die im Befehl und/oder Steuerungsinformation übermittelten Sonnenstandsinformationen beispielsweise Winkelwerte repräsentieren, die in der ersten Steuereinheit SG1–SGn empfangen, gespeichert und ausgewertet werden. Diese Winkelwerte bilden die aktuell gültigen Soll-Werte, auf die die jeweilige Nachführeinheit 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n ausgerichtet werden soll. Die Sonnenstandsnachführung erfolgt hierbei unter Berücksichtigung der aktuellen Ist-Position der Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n. Diese wird mittels der Positionssensoren P1, P2 ermittelt. Nach dem Empfang des Befehls zur Sonnenstandsnachführung durch die erste Steuereinheit SG1–SGn werden die Ihr zugeordneten Stelleinheiten M1, M2 derart angesteuert, dass die Ist-Position der Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n gleich der Soll-Position ist.In the following, the sun position tracking is described by means of individual commands addressed to the respective first control units SG1-SGn. The provision of the daily and season-dependent sun position data takes place in a system according to 1 by the third control unit ZSE or in a system according to 2 by the second control unit SE1. For the former case, the sun position data are transmitted via the computer network NW to the second control unit SE1-SEn. These sun position data are transmitted by the second control units SE1-SEn individually to the first control units SG1-SGn by means of commands and / or control information described above. These first control units SG1-SGn are designed to receive, store and evaluate the sun position information transmitted on the data bus DB. This means that transmitted in the command and / or control information sun position information, for example, represent angle values that are received in the first control unit SG1-SGn, stored and evaluated. These angle values form the currently valid setpoint values, to which the respective tracking unit 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n to be aligned. The sun position tracking takes place here taking into account the current actual position of the tracking units 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n , This is determined by means of the position sensors P1, P2. After receiving the command for sun position tracking by the first control unit SG1-SGn, the control units M1, M2 assigned to it are controlled such that the actual position of the tracking units 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n is equal to the desired position.

Für den Fall, dass die tages- bzw. jahreszeitabhängigen Sonnenstandsdaten nicht, wie vorher beschrieben, durch die Satellitenschnittstelleneinheit SAT berechnet oder aus einem Datennetz, beispielsweise dem Internet bezogen werden kann, wird in den zweiten Steuereinheiten SE1–SEn ein Datensatz mit diesen Sonnenstandsdaten bereitgehalten. So kann beispielsweise bei einer Unterbrechung des Satellitensignals oder einer Unterbrechung der Verbindung zum Datennetz oder zur dritten Steuereinheit ZSE die Sonnenstandsnachführung der Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n über diesen Datensatz erfolgen. Zudem ist es in der zweiten Steuereinheit SE1–SEn möglich, bei Fehlen der Verbindung zur dritten Steuereinheit ZSE die Betriebsdaten, die zur Erstellung des Betriebsdatenprotokolls notwendig sind, in der Speichereinheit SP abzulegen und bei Wiederherstellung der Verbindung zur dritten Steuereinheit ZSE die Betriebsdaten an diese zu übermitteln. Somit bildet eine zweite Steuereinheit SE1–SEn mit den an ihr angeschlossenen ersten Steuereinheiten SG1–SGn ein unabhängig vom restlichen System funktionsfähiges Teilsystem.In the event that the daily or season-dependent sun position data can not be calculated by the satellite interface unit SAT as described previously or can be obtained from a data network, for example the Internet, a data record with these sun position data is kept available in the second control units SE1-SEn. Thus, for example, in the event of an interruption of the satellite signal or an interruption of the connection to the data network or to the third control unit ZSE, the position of the sun tracking of the tracking units 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n done via this record. In addition, in the second control unit SE1-SEn it is possible, in the absence of the connection to the third control unit ZSE, to store the operating data necessary for the production of the operating data protocol in the memory unit SP and to return the operating data to the third control unit ZSE when the connection is restored to transfer. Thus, a second control unit SE1-SEn with the first control units SG1-SGn connected to it forms a subsystem which is independent of the rest of the system.

Die erste Steuereinheit SG1–SGn ist zudem als intelligente Einheit ausgebildet, so dass ein von der zweiten Steuereinheit SE1–SEn übermittelter Soll-Wert in der ersten Steuereinheit SG1–SGn vorzugsweise gespeichert wird. Nach dem Einnehmen einer Soll-Position wird mittels der Positionssensoren P1, P2 überwacht, ob sich der Azimut- und/oder der Elevationswinkel beispielsweise durch Windeinflüsse verändern. Bei auftretenden Veränderungen wird mittels der Stelleinheiten M1, M2 die Ist-Position auf die Soll-Position nachgeregelt. Die derartige Nachregelung erfolgt hierbei vorzugsweise ohne jeglichen Datenverkehr auf dem Datenbus DB, was besonders vorteilhaft hinsichtlich des Datenaufkommens auf dem Datenbus DB, insbesondere bei böigem Wind, ist.The first control unit SG1-SGn is also intelligent Unit configured so that a command value transmitted by the second control unit SE1-SEn preferably stored in the first control unit SG1-SGn becomes. After taking a desired position, the position sensors P1, P2 monitors whether the azimuth and / or the elevation angle change for example by wind influences. When changes occur by means of actuators M1, M2 the actual position is adjusted to the desired position. The Such readjustment preferably takes place here without any Data traffic on the data bus DB, which is particularly advantageous in terms the amount of data on the data bus DB, especially in gusty Wind is.

Mit Verweis auf die obigen Ausführungen wird vorzugsweise jeder von der zweiten Steuereinheit SE1–SEn abgesetzte, über den Datenbus DB übertragene Befehl bzw. Steuerungsinformation mit einer Statusinformation der ersten Steuereinheit SG1–SGn an die zweite Steuereinheit SE1–SEn bestätigt. Im Falle der Übertragung einer Sonnenstandsinformation von der zweiten Steuereinheit SE1–SEn an die erste Steuereinheit SG1–SGn wird beispielsweise eine Statusinformation rückübermittelt, die die aktuelle Istposition der jeweiligen Nachführeinheit 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n nach der Neupositionierung repräsentiert. Damit erhält die zweite Steuereinheit SE1–SEn eine Vielzahl von Informationen, die insbesondere zur Anfertigung eines Betriebsdatenprotokolls geeignet sind. Hierzu weist die zweite Steuereinheit zumindest einen Prozessor CPU und eine Speichereinheit SP zur Verarbeitung und Abspeicherung dieser Betriebsdaten auf.With reference to the above explanations, each command or control information transmitted by the second control unit SE1-SEn and transmitted via the data bus DB is preferably confirmed with status information of the first control unit SG1-SGn to the second control unit SE1-SEn. In the case of the transmission of a sun position information from the second control unit SE1-SEn to the first control unit SG1-SGn, for example, a status information is transmitted back, which is the current actual position of the respective tracking unit 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n represented after the repositioning. Thus, the second control unit SE1-SEn receives a large amount of information that is particularly suitable for the production of an operating data protocol. For this purpose, the second control unit has at least one processor CPU and a memory unit SP for processing and storing this operating data.

Besonders vorteilhaft ist die zweite Steuereinheit SE1–SEn als speicherprogrammierbare Steuereinheit (SPS) modular aufgebaut, so dass je nach Anforderung an die zweite Steuereinheit SE1–SEn die Ausstattung beispielsweise um weitere Speichereinheiten SP erweitert werden kann.Especially Advantageously, the second control unit SE1-SEn is a programmable logic controller Control unit (PLC) modular, so that according to the requirement to the second control unit SE1-SEn the equipment example can be extended by more memory units SP.

Weiterhin ist jeweils in der zweiten Steuereinheit SE1–SEn ein WEB-Server 7 und ein FTP-Server 8 implementiert. Mittels des WEB-Servers 7 kann über einen WEB-Browser auf die zweite Steuereinheit SE1–SEn zugegriffen werden und zwar vorzugsweise über das Rechnernetzwerk NW, so dass dem Benutzer die Konfiguration und Diagnose über eine Benutzeroberfläche möglich ist. Mittels FTP-Servers ist es zudem möglich, auf das in der Speichereinheit SP vorhandene Dateisystem zuzugreifen und einen Austausch der Dateien zwischen den Steuereinheiten SE1–SEn, insbesondere auch mit der übergeordneten dritten Steuereinheit ZSE zu ermöglichen.Furthermore, in each case in the second control unit SE1-SEn a WEB server 7 and an FTP server 8th implemented. Using the WEB server 7 can be accessed via a WEB browser on the second control unit SE1-SEn, preferably via the computer network NW, so that the user configuration and diagnostics via a user interface is possible. By means of FTP servers, it is also possible to access the existing in the memory unit SP file system and to allow an exchange of files between the control units SE1-SEn, in particular with the parent third control unit ZSE.

Zur Einbindung der zweiten Steuereinheit SE1–SEn in das in 1 und 2 gezeigte System weist diese mehrere standardisierte Schnittstellen 9, 10 auf. Zur Anbindung an den Datenbus DB ist eine serielle Schnittstelle 9 vorgesehen, vorzugsweise eine Schnittstelle nach dem Standard RS485 . Des Weiteren weist die zweite Steuereinheit SE1–SEn zumindest eine standardisierte Rechnernetzwerkschnittstelle 10, beispielsweise eine Ethernet-Schnittstelle auf, mittels derer die zweite Steuereinheit SE1–SEn an ein standardisiertes Rechnernetzwerk NW, beispielsweise ein TCP/IP-Ethernet-Netzwerk anschließbar ist. Mittels dieser beiden Schnittstellen 9, 10 ist es durch die zweite Steuereinheit SE1–SEn möglich, dass sie zum einen in ein hierarchisch übergeordnetes Rechnernetzwerk NW eingebunden ist, zum anderen über die serielle Schnittstelle 9 einen Datenbus DB bedienen kann. Die zweite Steuereinheit SE1–SEn bildet damit eine Schnittstelle zwischen dem jeweiligen Datenbus DB, an dem eine Vielzahl von ersten Steuereinheiten SG1–SGn angeschlossen sind, und dem Rechnernetzwerk NW.For integration of the second control unit SE1-SEn in the in 1 and 2 System shown this has several standardized interfaces 9 . 10 on. For connection to the data bus DB is a serial interface 9 provided, preferably an interface after the Standard RS485 , Furthermore, the second control unit SE1-SEn has at least one standardized computer network interface 10 , For example, an Ethernet interface, by means of which the second control unit SE1-SEn to a standardized computer network NW, for example, a TCP / IP Ethernet network is connectable. By means of these two interfaces 9 . 10 it is possible by the second control unit SE1-SEn, that it is integrated on the one hand in a hierarchically higher-level computer network NW, on the other hand via the serial interface 9 can serve a data bus DB. The second control unit SE1-SEn thus forms an interface between the respective data bus DB, on which a plurality of first control units SG1-SGn are connected, and the computer network NW.

Die Verwendung eines Rechnernetzwerks NW, beispielsweise eines TCP/IP-Ethernet-Netzwerks zur Verknüpfung der zweiten Steuereinheiten SE1–SEn mit der dritten Steuereinheit ZSE und optional mit der drahtlosen Schnittstelleneinheit 4 bietet den Vorteil, dass marktgängige Komponenten beispielsweise Standard-PCs oder Netzwerkkomponenten wie Switches oder Router Teil dieses Netzwerks sein können. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass das System beliebig skaliert werden kann. So sind z. B. beliebig viele zweite Steuereinheiten SE1–SEn über Mittel zur Netzkopplung, beispielsweise Switches miteinander verbindbar. Zudem können beispielsweise über ein Glasfasernetzwerk große Distanzen überbrückt werden, so dass auch dadurch das System über eine große Fläche verteilbar ist.The use of a computer network NW, for example a TCP / IP Ethernet network for linking the second control units SE1-SEn to the third control unit ZSE and optionally to the wireless interface unit 4 offers the advantage that marketable components such as standard PCs or network components such as switches or routers can be part of this network. Furthermore, it is advantageous that the system can be scaled arbitrarily. So z. B. any number of second control units SE1-SEn via means for network coupling, such as switches connected to each other. In addition, for example, can be bridged over a fiber optic network, large distances, so that even the system is distributed over a large area.

Die die oberste Hierarchieebene der Steuereinheiten bildende dritte Steuereinheit ZSE weist ihrerseits ebenfalls zumindest einen Prozessor CPU und zumindest eine Speichereinheit SP auf. Sie ist zur Überwachung, Steuerung und Diagnose des Gesamtsystems durch einen Administrator und zur Zusammenführung der von den zweiten Steuereinheiten SE1–SEn bereitgestellten Betriebsdaten zu Betriebsdatenprotokollen ausgebildet. Über das Rechnernetzwerk NW werden Daten von den zweiten Steuereinheiten SE1–SEn an die dritte Steuereinheit ZSE übermittelt und dort in der Speichereinheit SP abgelegt. Der Datenaustausch erfolgt hierbei zwischen den FTP-Servern 8 der zweiten Steuereinheiten SE1–SEn und der dritten Steuereinheit ZSE über ein FTP-Datenprotokoll. Des Weiteren ist ein WEB-Server 7 vorgesehen, der über ein http-Protokoll eine vorzugsweise menügesteuerte Bedienung des Systems von einem Rechner 5 aus ermöglicht. Dieser Rechner kann Teil des lokalen Rechnernetzwerks NW sein, aber auch über ein Datennetz, beispielsweise das Internet auf dieses Rechnernetzwerks NW zugreifen. Zudem weist die dritte Steuereinheit ZSE eine Satellitenschnittstelleneinheit SAT zur Bestimmung der tages- und jahreszeitabhängigen Sonnenstandsdaten am jeweiligen Aufstellort auf.The third control unit ZSE forming the uppermost hierarchical level of the control units likewise has at least one processor CPU and at least one memory unit SP. It is designed to monitor, control and diagnose the entire system by an administrator and to merge the operating data provided by the second control units SE1-SEn into operational data protocols. Data is transmitted from the second control units SE1-SEn to the third control unit ZSE via the computer network NW and stored there in the memory unit SP. The data exchange takes place between the FTP servers 8th the second control units SE1-SEn and the third control unit ZSE via an FTP data protocol. Furthermore, a WEB server 7 provided, via a http protocol, a preferably menu-driven operation of the system from a computer 5 out allows. This computer can be part of the local computer network NW, but can also access this computer network NW via a data network, for example the Internet. In addition, the third control unit ZSE has a satellite interface unit SAT for determining the daily and season-dependent sun position data at the respective installation location.

Die Ermittlung der Windgeschwindigkeit und Windrichtung erfolgt vorzugsweise örtlich verteilt über das Gesamtsystem. Dazu weisen die zweiten Steuereinheiten SE1–SEn jeweils einen Windsensor WS auf. Die von den Windsensoren WS ermittelten Daten werden von der jeweiligen zweiten Steuereinheit SE1–SEn erfasst und in Befehle, Steuerung- und/oder Statusinformationen umgesetzt und über den Datenbus DB an die ersten Steuereinheiten SG1–SGn übertragen. Dadurch ist eine sehr reaktionsschnelle Reaktion der ersten Steuereinheiten SG1–SGn auf beliebige Windsituationen möglich. Beispielsweise können bei Überschreiten eine bestimmten Windstärke bzw. Windgeschwindigkeit die Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, 2.2.1–2.2.n über die Stelleinheiten M1, M2 derart positioniert werden, dass sie dem Wind eine möglichst geringe Angriffsfläche bieten und somit vor Beschädigungen geschützt werden. Durch die jeweilige Zuordnung eines Windsensors WS zu einer zweiten Steuereinheit SE1–SEn können örtlich unterschiedliche Windverhältnisse berücksichtigt werden, sodass beispielsweise eine erste Gruppe von Nachführeinheiten 2.1.1–2.1.n, die an einem windgeschützten Ort aufgestellt sind, bei gegebenen Windverhältnissen gemäß dem Sonnenstand ausgerichtet bleiben, wohingegen eine zweite Gruppe von Nachführeinheiten 2.2.1–2.2.n, die stark dem Wind ausgesetzt sind, in eine Position gebracht werden, in der sie vor Wind geschützt sind.The determination of the wind speed and wind direction is preferably carried out locally distributed over the entire system. For this purpose, the second control units SE1-SEn each have a wind sensor WS. The data determined by the wind sensors WS are detected by the respective second control unit SE1-SEn and converted into commands, control and / or status information and transmitted via the data bus DB to the first control units SG1-SGn. As a result, a very responsive reaction of the first control units SG1-SGn to any wind situations is possible. For example, when exceeding a certain wind speed or wind speed, the tracking units 2.1.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n be positioned on the actuators M1, M2 so that they provide the wind as small as possible attack surface and are thus protected from damage. Due to the respective assignment of a wind sensor WS to a second control unit SE1-SEn, locally different wind conditions can be taken into account, so that, for example, a first group of tracking units 2.1.1 - 2.1.n , which are placed in a sheltered place, remain aligned with given wind conditions according to the position of the sun, whereas a second group of tracking units 2.2.1 - 2.2.n which are exposed to the wind, are placed in a position where they are protected from wind.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen der Erfindung möglich sind, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.The The invention has been described in an embodiment described. It is understood that numerous modifications and changes The invention are possible without thereby the inventive idea will leave.

11: System zur Steuerung der Sonnenstandsnachführungsystem for controlling the sun position tracking
2.1.1–2.1.n2.1.1-2.1.n: NachführeinheitTracking Unit
2.2.1–2.2.n2.2.1-2.2.n: NachführeinheitTracking Unit
33: NetzkoppelelementPower coupling element
44: drahtlose Schnittstelleneinheitwireless Interface unit
55: Rechnercomputer
66: Handy/PDAMobile Phone / PDA
77: WEB-ServerWEB server
88th: FTP-ServerFTP Server
99: serielle Schnittstelleserial interface
1010: RechnernetzwerkschnittstelleComputer network interface
CPUCPU: Prozessorprocessor
DBDB: Datenbusbus
FTPFTP: FTP-ServerFTP Server
M1, M2M1, M2: Stelleinheitenactuators
NWnorthwest: RechnernetzwerkComputer network
P1, P2P1, P2: Positionssensorposition sensor
SATSAT: SatellitenschnittstelleneinheitSatellite interface unit
SG1–SGnSG1 SGs: erste Steuereinheitfirst control unit
SE1–SEnSE1-SEn: zweite Steuereinheitsecond control unit
SPSP: Speichereinheitstorage unit
WEBWEB: WebserverWeb Server
WSWS: Windsensorwind sensor
ZSEZSE: dritte Steuereinheitthird control unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- RS-485 standard interface [0013]
RS485 standard [0033]
- Standard RS485 [0045]

Claims

System for controlling the position of the sun-tracking system comprising a multiplicity of tracking units which can be rotated or pivoted at least about one axis by means of at least one setting unit (M1, M2) ( 2.2.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n ), characterized in that each tracking unit ( 2.2.1 - 2.1.n . 2.2.1 - 2.2.n ) is assigned in each case a first control unit (SG1-SGn), which controls the associated control units (M1, M2) that at least one second control unit (SE1-SEn) is provided to the first plurality of control units (SG1-SGn) via a Data bus (DB) are connected and that the at least one second control unit (SE1-SEn) for delivering to each a first control unit (SG1-SGn) addressed commands and / or control information via the data bus (DB) is formed.

System according to claim 1, characterized in that the first control units (SG1-SGn) in series with the data bus (DB) are connected and / or that the data bus (DB) is a two-wire data bus is.

System according to claim 1 or 2, characterized that the second control unit (SE1-SEn) addressed in the Commands and / or control information sun position data to the individual first controllers (SG1-SGn) transmits.

System according to one of the preceding claims, characterized in that after each of the second control unit (SE1-SEn) addressed addressed command and / or control information one from the first control unit (SG1-SGn) to the second Control unit (SE1-SEn) delivered status message becomes.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the first control unit (SG1-SGn) for receiving, storing and evaluating a data bus (DB) transmitted Sun position information is formed.

System according to claim 5, characterized in that the first control unit (SG1-SGn) for controlling the hers associated actuators (M1, M2) according to the transmitted Sun position information is formed.

System according to one of the preceding claims, characterized in that in the first control unit (SG1-SGn) Position information provided by position sensors (P1, P2) be evaluated.

System according to claim 7, characterized in that position and position information in the first control unit (SG1-SGn) compared and readjusted in case of deviations, the actuators (M1, M2) become.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the second control unit (SE1-SEn) for the delivery of addressed diagnostic and / or status queries to the respective first control units (SG1-SGn) via the Data bus (DB) is formed.

System according to one of the preceding claims, characterized in that in each case a second control unit (SE1-SEn) up to 255 first control units (SG1-SGn) can be connected in series.

System according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of second control units (SE1-SEn) are provided, which each have a group of first control units (SG1-SGn) is assigned.

System according to one of the preceding claims, characterized in that in each case a second control unit (SE1-SEn) with the first control units (SG1-SGn) connected to it a subsystem independent of the rest of the system forms.

System according to one of the preceding claims, characterized in that in the second control unit (SE1-SEn) in each case a data record with sun position information is stored.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one second control unit (SE1-SEn) into a computer network (NW), for example a TCP / IP Ethernet network, is involved.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one second control unit (SE1-SEn) a modular programmable logic controller Control unit with processor (CPU) and memory unit (SP) is.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one second control unit (SE1-SEn) an interface between the computer network (NW) and the data bus (DB) forms.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one second control unit (SE1-SEn) a WEB server (WEB), for example for visualization tion, configuration and / or diagnostics via a web browser and an FTP server (FTP) for data exchange.

System according to one of claims 14 to 17, characterized in that the computer network (NW) a third Control unit (ZSE) which is used for data exchange with the at her connected, preferably a plurality of second control units (SE1-SEn) and / or for menu-driven operation and / or diagnosis the entire system is formed.

System according to claim 18, characterized that the third control unit (ZSE) to provide sun position data from a record stored in a memory (SP) or to obtain the sun position data from a data network (DN), for example the Internet is formed.

System according to claim 18 or 19, characterized that the second or third control unit (SE1-SEn, ZSE) satellite-based means of determining the location and / or the time-dependent present at that location Sunrise information has.

System according to one of the preceding claims, characterized in that means for conducted and / or wireless connection to the Internet are provided, for example by means of a GSM, GPRS, UMTS or WLAN interface unit.

System according to one of the preceding claims, characterized in that several wind sensors (WS) locally are provided separately from each other, each of a group of to a second control unit (SE1-SEn) belonging first Control units (SG1-SGn) are assigned.

System according to one of the preceding claims, characterized by its arbitrary scalability.