JP2014009913A - System for communication control of heliostat and method of the same - Google Patents
System for communication control of heliostat and method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014009913A JP2014009913A JP2012148272A JP2012148272A JP2014009913A JP 2014009913 A JP2014009913 A JP 2014009913A JP 2012148272 A JP2012148272 A JP 2012148272A JP 2012148272 A JP2012148272 A JP 2012148272A JP 2014009913 A JP2014009913 A JP 2014009913A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heliostat
- sun
- position information
- network
- controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は太陽の日周運動に連動するヘリオスタットの通信制御に関するものである。 The present invention relates to communication control of a heliostat that is linked to the diurnal motion of the sun.
太陽追尾及びヘリオスタットの駆動において、安価なモータとしてステッピングモータが採用されている。市販のステッピングモータドライバは、位置決めパルスを入力することによりコントローラの指示に従って位置決めを行う。 Stepping motors are used as inexpensive motors in sun tracking and heliostat driving. A commercially available stepping motor driver performs positioning according to instructions from the controller by inputting positioning pulses.
しかし、実使用において、コントローラとドライバは離れて設置されており、またドライバ数が数百、数千となると配線と制御が困難となる。さらに、1台のコントローラですべてのヘリオスタットの姿勢を計算しているためコントローラが高価となる。さらに、個々のヘリオスタットの姿勢をネットワークを介して送信するとネットワークの負担が重くなりリアルタイムでの精密制御が困難になるという課題があった。 However, in actual use, the controller and the driver are installed apart from each other, and when the number of drivers is several hundreds or thousands, wiring and control become difficult. Furthermore, the controller becomes expensive because the attitude of all heliostats is calculated by one controller. Furthermore, if the attitude of each heliostat is transmitted via the network, there is a problem that the burden on the network becomes heavy and it is difficult to perform precise control in real time.
本発明はこのような関連技術に着目してなされたものであり、本発明によれば各ヘリオスタットのドライバが簡単な演算を行うことで反射鏡の姿勢を求めることができ、さらにネットワークの負担も軽減されるため1つのメインコントローラですべてのヘリオスタットをリアルタイムで管理することができるヘリオスタットの通信制御システムならびにその方法を提供することができる。 The present invention has been made paying attention to such related technology, and according to the present invention, the driver of each heliostat can obtain the attitude of the reflector by performing simple calculations, and further, the burden on the network. Therefore, it is possible to provide a communication control system and method for a heliostat capable of managing all heliostats in real time with a single main controller.
本発明の技術的側面によれば、太陽の日周運動に連動してターゲットに太陽光を反射する複数のヘリオスタットの通信制御システムは、ネットワークに接続され太陽の位置情報を取得する制御部と、各ヘリオスタットのコントローラであって、前記ネットワークに接続されヘリオスタットを姿勢制御する回転アクチュエータのドライバーを制御するものとを具備し、前記制御部は前記太陽の位置情報をネットワークを介して前記複数のヘリオスタットに一斉送信し、前記各ヘリオスタットのコントローラは、前記太陽の位置情報およびヘリオスタットの位置情報に基づいて反射光が前記ターゲットを指向するための姿勢を算出し前記ドライバーを制御することを特徴とする。 According to the technical aspect of the present invention, a communication control system for a plurality of heliostats that reflects sunlight to a target in conjunction with the diurnal motion of the sun includes a controller that is connected to a network and acquires position information of the sun. A controller for each heliostat that controls a driver of a rotary actuator that is connected to the network and controls the attitude of the heliostat, and the control unit receives the position information of the sun via the network. And the controller of each heliostat calculates the attitude for the reflected light to direct the target based on the position information of the sun and the position information of the heliostat, and controls the driver It is characterized by.
本発明の他の技術的側面によれば、太陽の日周運動に連動してターゲットに太陽光を反射する複数のヘリオスタットの通信制御方法は、太陽の位置情報を取得(算出)することと、前記太陽の位置情報をネットワークを介して前記複数のヘリオスタットに一斉送信することと、各ヘリオスタットにおいて、前記太陽の位置情報およびヘリオスタットの位置情報に基づいて反射光が前記ターゲットを指向するための各ヘリオスタットの姿勢情報を算出することと、前記姿勢情報に基づいて各ヘリオスタットの姿勢を制御することとを含むことを特徴とする。 According to another technical aspect of the present invention, a communication control method for a plurality of heliostats that reflects sunlight to a target in conjunction with diurnal motion of the sun acquires (calculates) position information of the sun. , Simultaneously transmitting the solar position information to the plurality of heliostats via a network, and in each heliostat, reflected light is directed to the target based on the solar position information and the heliostat position information. Calculating attitude information of each heliostat, and controlling the attitude of each heliostat based on the attitude information.
図1〜図2は、本発明の好適な実施形態を示す図である。 1 to 2 are diagrams showing a preferred embodiment of the present invention.
ヘリオスタットは太陽を追尾しながら地上に固定されたターゲット(図示せず)に向けて太陽光を反射するために反射鏡(図示せず)を二軸駆動する装置で、典型的には地上に固定された経緯台(地平座標系)により方位角方向(Azimuth)および高度方向(Elevation)で回転自在に反射鏡を支持する。太陽は日周運動により移動するが反射鏡の回転中心はターゲットに位置固定されているため、反射鏡の姿勢(方位角、高度)は時刻や季節に応じて常に反射光がターゲットを指向するように制御される。 A heliostat is a device that drives a reflector (not shown) biaxially to reflect sunlight toward a target (not shown) fixed on the ground while tracking the sun. The reflector is supported by a fixed graticule (horizontal coordinate system) so that it can rotate freely in the azimuth direction (Azimuth) and altitude direction (Elevation). Although the sun moves due to diurnal motion, the mirror's center of rotation is fixed to the target, so the reflector's attitude (azimuth and altitude) always reflects the target to the target according to time and season. Controlled.
回転アクチュエータとしてのステッピングモータ30および31は反射鏡の方位角方向および高度方向の回転位置を指向するように姿勢制御する二軸ステッピングモータである。
Stepping
図1はヘリオスタットの通信制御システム1を示すもので、メインコントローラ5はリアルタイムの太陽の位置情報を取得してネットワーク51,50を介して各ステッピングモータコントローラ10に送信する。ネットワーク51,50の物理レイヤーはRS485仕様(IEA−485仕様)で構成され、上位ネットワーク51はRS485インターフェースを有するメインコントローラ5と250台の中継器(#1〜#250)が接続される。RS485ネットワークは二線式のマルチポイントネットワークで、通常はパルスコントローラ12がマスター、中継器8がスレーブとなる。なお、通信プロトコルはModbus等の公知のものを利用することができる。
FIG. 1 shows a
さらに各中継器8に接続される下位ネットワーク50もRS485ネットワークを構成する。各中継器8は上位ネットワーク51のRS485インターフェースと下位ネットワーク50のRS485インターフェースとを具備する。下位ネットワーク50はRS485インターフェースを有する各中継器8と250台のステッピングモータコントローラ10が接続された二線式のマルチポイントネットワークである。その結果、メインコントローラ5と62500台のステッピングモータコントローラ10がRS485ネットワーク50,51を介して相互に接続される。
Furthermore, the
パルスコントローラ12は上位ネットワーク51および下位ネットワーク50を介して特定のステッピングモータコントローラ10を指定することができるが、本実施形態では全てのステッピングモータコントローラ10に一斉送信するモードを使用する。
Although the pulse controller 12 can designate a specific
各ヘリオスタットはそれぞれのステッピングモータ30,31の駆動を制御するステッピングモータコントローラ10を有する。各ステッピングモータコントローラ10は、RS485インターフェース18を介して受信した太陽の位置情報および予めEEPROM等の記憶装置21に入力された各ヘリオスタット固有の位置情報に基づいて各反射鏡の姿勢(方位角、高度)を実質的にリアルタイムで算出する。この計算は鏡面反射角を求めることと等価であるため小型のCPU11で容易に計算することができる。
Each heliostat has a stepping
CPU11は算出された姿勢情報をコマンドとしてパルスコントローラ12を介してモータドライバ13(14)に出力する。パルスコントローラ12はCPU11のコマンドに基づいて回転アクチュエータとしてのステッピングモータ30(31)の制御信号を発生させる論理回路であって典型的にはCPLDである。
The
センサ34はヘリオスタットの原点復帰用の基準位置を特定するためのセンサであって、その信号はインターフェース回路I/Fを介してCPUに入力される。また、着脱可能なPC41もしくは情報端末(タッチパネル)をRS232Cインターフェース19等を介して接続することにより、ステッピングモータコントローラ10の記憶されている設定値の変更やプログラムの更新、そして動作状態のモニターなどができる。なお、ステッピングモータコントローラ10の電源は外部のDC電源42に接続された制御電源20から供給される。
The
以下に本実施形態にかかるヘリオスタットの通信制御方法を説明する。 The heliostat communication control method according to the present embodiment will be described below.
メインコントローラ5は実時間で太陽の位置情報を取得する。具体的には公知の太陽位置計算アルゴリズムを用いて、ヘリオスタットの設置位置や時刻情報から太陽の方位方向、高度に関する位置情報を実時間で算出する。 The main controller 5 acquires sun position information in real time. Specifically, using a known solar position calculation algorithm, position information regarding the azimuth direction and altitude of the sun is calculated in real time from the installation position and time information of the heliostat.
また、メインコントローラ5は太陽の位置情報をネットワーク51,50を介してすべてのステッピングモータコントローラ10に逐次一斉同報通信により送信する。
Further, the main controller 5 sequentially transmits the sun position information to all the stepping
各ステッピングモータコントローラ10はヘリオスタット固有の位置情報(各反射鏡とターゲットの相対位置の情報)を記憶装置21等に保持しており、太陽の位置情報と各反射鏡固有の位置情報とから鏡面反射における鏡面の目標姿勢(方位角、高度)を算出する。一方、現実の反射鏡の姿勢はエンコーダ32および33によりレシーバ15および16を介して取得される。
Each stepping
CPU11は反射鏡の姿勢および目標姿勢に基づいて反射鏡の回転量(方位、高度)を算出してパルスコントローラ12に出力する。方位角方向の回転位置を制御するステッピングモータ30と高度方向の回転位置を制御するステッピングモータ31とが反射鏡の姿勢を制御する二軸ステッピングモータを構成する。モータドライバ13(14)はパルスコントローラ12の制御信号に基づいてステッピングモータ30(31)を駆動して反射鏡を所定の姿勢まで移動させる。
The
各ヘリオスタットとターゲットの相対位置は設置位置によって異なるため、各ステッピングモータコントローラ10は個々に姿勢制御を行う。太陽の位置情報はメインコントローラ5で算出されて一斉送信されるため、各ステッピングモータコントローラ10は簡単な鏡面反射の計算をするだけでよい。
Since the relative position of each heliostat and target varies depending on the installation position, each
以上の動作を逐次繰り返すことにより日周運動する太陽を追尾して反射光を常にターゲットに向けることができる。 The reflected light can always be directed to the target by tracking the sun moving in a diurnal motion by sequentially repeating the above operations.
本発明によれば、1つのメインコントローラが太陽の位置情報を逐次算出して一斉送信するため、ネットワークの負担が少なく、多数のヘリオスタットの姿勢をリアルタイムで精密制御することができる。また、各ヘリオスタットのステッピングモータコントローラは受信した太陽の位置情報に基づいて簡単な鏡面計算を演算するだけで反射鏡の姿勢を取得できるため小型かつ安価に構成することができる。すなわち、反射鏡の姿勢の算出をメインコントローラと各ステッピングモータコントローラに分散させたため、ネットワークの負担が軽減され、1つの小型のメインコントローラですべてのヘリオスタットを制御することができるので通信制御システム全体のコストを抑えることができる。 According to the present invention, since one main controller sequentially calculates and transmits the solar position information, the burden on the network is small, and the attitudes of a large number of heliostats can be precisely controlled in real time. Moreover, since the stepping motor controller of each heliostat can acquire the attitude | position of a reflective mirror only by calculating simple mirror surface calculation based on the received positional information on the sun, it can be comprised small and cheaply. In other words, since the calculation of the reflector's attitude is distributed to the main controller and each stepping motor controller, the network load is reduced, and all heliostats can be controlled by one small main controller, so the entire communication control system Costs can be reduced.
1 制御システム
5 メインコントローラ
8 中継器
10 ステッピングモータコントローラ
11 CPU
12 パルスコントローラ
13,14 モータドライバ
15,16 レシーバ
30,31 ステッピングモータ
32,33 エンコーダ
21 記憶装置
50,51 マルチポイントネットワーク
1 Control System 5
12
Claims (3)
ネットワーク(50,51)に接続され太陽の位置情報を取得するメインコントローラ(5)と、
各ヘリオスタットのコントローラ(10)であって、前記ネットワークに接続されヘリオスタットを姿勢制御する回転アクチュエータ(30,31)のドライバー(32,33)を制御するものと
を具備し、
前記メインコントローラは前記太陽の位置情報をネットワークを介して前記複数のヘリオスタットに一斉送信し、
前記各ヘリオスタットのコントローラは、前記太陽の位置情報およびヘリオスタットの位置情報に基づいて反射光が前記ターゲットを指向するための姿勢を算出し前記ドライバーを制御する
ことを特徴とする複数のヘリオスタットの通信制御システム。 A communication control system for a plurality of heliostats that reflects sunlight to the target in conjunction with the diurnal motion of the sun,
A main controller (5) connected to the network (50, 51) for acquiring position information of the sun;
A controller (10) for each heliostat for controlling a driver (32, 33) of a rotary actuator (30, 31) connected to the network and controlling the attitude of the heliostat;
The main controller transmits the sun position information to the plurality of heliostats via a network,
The controller of each heliostat calculates a posture for reflected light to direct to the target based on the position information of the sun and the position information of the heliostat, and controls the driver. Communication control system.
太陽の位置情報を取得することと、
前記太陽の位置情報をネットワークを介して前記複数のヘリオスタットに一斉送信することと、
各ヘリオスタットにおいて、受信した前記太陽の位置情報およびヘリオスタット固有の位置情報に基づいて反射光が前記ターゲットを指向するためのヘリオスタットの姿勢情報を算出することと、
前記姿勢情報に基づいて各ヘリオスタットの姿勢を制御することと
を含む複数のヘリオスタットの通信制御方法。 A method for controlling a plurality of heliostats that reflect sunlight to a target in conjunction with the diurnal motion of the sun,
Getting sun position information,
Simultaneously transmitting the solar position information to the plurality of heliostats via a network;
In each heliostat, calculating attitude information of the heliostat for directing reflected light to the target based on the received position information of the sun and position information unique to the heliostat;
Controlling a posture of each heliostat based on the posture information.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012148272A JP2014009913A (en) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | System for communication control of heliostat and method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012148272A JP2014009913A (en) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | System for communication control of heliostat and method of the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014009913A true JP2014009913A (en) | 2014-01-20 |
Family
ID=50106771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012148272A Pending JP2014009913A (en) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | System for communication control of heliostat and method of the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014009913A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101567669B1 (en) | 2014-01-29 | 2015-11-10 | 영남대학교 산학협력단 | Intergrated control system for solar collectors and the method thereof |
CN111076433A (en) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 西派格工业智能装备(南通)有限公司 | Heliostat control system for solar thermal power station |
-
2012
- 2012-07-02 JP JP2012148272A patent/JP2014009913A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101567669B1 (en) | 2014-01-29 | 2015-11-10 | 영남대학교 산학협력단 | Intergrated control system for solar collectors and the method thereof |
CN111076433A (en) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 西派格工业智能装备(南通)有限公司 | Heliostat control system for solar thermal power station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8442790B2 (en) | Robotic heliostat calibration system and method | |
CN109196435B (en) | Multi-agent coordination under sparse networks | |
CN111331612A (en) | Intelligent long-arm disinfection robot based on visual system | |
WO2011035290A4 (en) | Laser pointing mechanism | |
CN111226090A (en) | Laser tracker with improved roll angle measurement | |
WO2015120813A1 (en) | Laser automatically guided vehicle (agv) without reflecting panel and navigation method thereof | |
US20110209696A1 (en) | Three point solar tracking system and method | |
GB2462720A (en) | Autonomous Irrigation Robot | |
WO2014068406A2 (en) | Device for optically scanning and measuring an environment | |
CN105874349B (en) | Detection device, detection system, detection method and movable equipment | |
CN105892492A (en) | Unmanned aerial vehicle communication control method and device | |
RU2010152335A (en) | CONTROL DEVICE FOR DOWNLOADING AND / OR UNLOADING FLUIDS | |
WO2013107123A1 (en) | Mechanical arm control system, method and engineering machinery | |
US20200262083A1 (en) | Autonomous navigational system for floor preparation and maintenance equipment | |
EP1746477B1 (en) | System for directing a moving object | |
CN101793511A (en) | Motor drive apparatus and control method for a surveying instrument | |
WO2017054701A1 (en) | Three-dimensional topographic mapping system and mapping method | |
JP2014009913A (en) | System for communication control of heliostat and method of the same | |
CN103792952A (en) | Fast reflector electric control system for improving pointing accuracy of laser emission system | |
JP2021526222A (en) | Methods and systems for automatically leveling falling ceilings, floating floors, pipes or cable trays | |
US20200209397A1 (en) | 3d lidar sensing unit with oscillating axis of rotation for autonomous driving | |
US20130032135A1 (en) | Apparatuses and Methods for Determining and Changing the Orientation of Solar Energy Capture Devices | |
CN110865337B (en) | Unmanned aerial vehicle laser positioning device | |
JP2017511904A (en) | Intelligent acoustic control system | |
CN108942930A (en) | The closed-loop control system and method for robot arm device |