原標題：嵌入式塔式太陽能熱發電控制器研制與應用

嵌入式塔式太陽能熱發電控制器的研制與應用，是太陽能熱發電領域的關鍵技術突破，以下從研制要點和應用情況兩方面展開介紹：

研制要點

1. 硬件設計

• 主控芯片：多采用基于ARM Cortex-M3架構的32位單片機，如STM32系列、MB9BF618S等。這些芯片功耗低、浮點運算能力強，且擁有豐富的高性能外設，能很好地滿足追日控制系統的要求。

• 傳感器模塊：使用GPS模塊獲取經緯度、海拔、時間等參數，從而進行太陽位置的計算；配備光學傳感器，對追蹤到的太陽位置進行實時校正。

• 通信模塊：具有以太網通訊功能，部分控制器設計兩路硬件完全獨立的以太網電路來提高通訊可靠性，每個以太網電路均可配置不同的IP地址、MAC地址，以此提供可靠的冗余性能。

• 電源及保護電路：電源電路采用金升陽DC/DC隔離穩壓模塊實現輸入輸出接口的隔離；數字量輸入和數字量輸出電路采用光耦實現隔離，RS232和RS485通訊電路通過光耦電路實現隔離，提高通訊的抗干擾性。同時，采用外置硬件看門狗和芯片內部的獨立看門狗的方式進行雙重保護，控制器所有的電子元件均采用寬溫型產品，電路板做三防處理，以適應現場惡劣的環境。

1. 軟件設計

• 操作系統：采用μc/OS-Ⅱ嵌入式操作系統，該系統具有內核規模小、可移植性強、實時性好、穩定可靠等特點。為了對μc/OS-Ⅱ操作系統進行移植，需要對OS_CPU.H、OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM等端口代碼進行修改。

• 控制算法：運用視日運動軌跡算法跟蹤和光學跟蹤結合的策略，計算出定日鏡跟蹤太陽的旋轉角度，根據偏差值驅動伺服電機。同時，根據光學傳感器反饋對位置進行實時校正。

• 任務設計：控制器內部運行嵌入式操作系統，多個子任務并行運行。例如GPS通訊子任務、氣象采集子任務、位置測量子任務、太陽能追蹤子任務、電機控制子任務、電機監測子任務、儀表通訊子任務和DCS通訊子任務等。

應用情況

1. 驗證效果：在定日鏡樣機中進行驗證，結果表明該控制器具有追蹤精度高、環境適應性強、功耗低等特點，能滿足塔式太陽能定日鏡的跟蹤要求。

2. 實際應用案例：在青海中控太陽能德令哈50MW塔式熔鹽儲能光熱電站、中電建青海共和50MW塔式熔鹽儲能光熱電站等多個塔式光熱電站中推廣應用，效果良好。這些電站通過規模化定日鏡集群高精度協同聚光、安全可靠的大容量低成本熔鹽儲能、高溫吸熱器的網格化能量協調控制等關鍵技術，解決了光熱電站的定日鏡聚光精度、可靠性及穩定性等問題。