Sterowanie położeniem pyranometrów
za pomocą regulatora LB-600

funkcje sterowania: ustalanie położenia w stosunku do wyliczonej z funkcji astronomicznych pozycji słońca pomiar: natężenie światła i dodatkowe pomiary meteorologiczne przyrząd stacjonarny współpraca z systemem komputerowym interfejs RS-232C i S300

Opis zadań i działania

Podstawowym zadaniem całego systemu jest zbieranie danych o natężeniu promieniowania słonecznego w funkcji czasu. Dane są zbierane dwoma pyranometrami: w płaszczyźnie północ-południe na wysokości położenia słońca i w miejscu aktualnego położenia słońca w czasie dnia.

Dodatkowo są zbierane do systemu informacje o sile i kierunku wiatru oraz temperaturze i wilgotności ze standardowej stacji meteorologicznej. Dla zrealizowania kierunku "patrzenia" pyranometrów w chwili pomiarów natężenia  promieniowania wykorzystano możliwości obliczeniowe sterownika LB-600. Przy pomocy funkcji matematycznych zawartych w sterowniku i funkcji zależności, przekazanej przez SGGW został zrealizowany algorytm sterowania obrotnicami pyranometrów w zależności od czasu, położenia geograficznego, strefy czasowej i zmiany czasu (letni-zimowy). Ruch pyranometrów można określić w następujący sposób. Pyranometr nr 1 ustawia się pionowo (elewacja) pod kątem wzniesienia słońca w płaszczyźnie północ-południe a pyranometr nr 2 śledzi wyliczone położenie słońca w funkcji czasu (azymut i elewacja). Każdego dnia o godzinie 2 w nocy oba pyranometry ustawiają się w położenie zerowe tj. poziomo w kierunku północy. Ma to zapobiec sumowaniu się odchyłek wyliczeniowych i błędów wynikłych z niedoskonałości mechanizmów i zakłóceń w działaniu. Od pozycji zerowej rozpoczyna się też działanie sterownika po przerwie w zasilaniu i resecie systemu. Urządzenia pomiarowe są umieszczone na podniesionej platformie, ułatwiającej śledzenie słońca, w odległości kilkudziesięciu metrów od usytuowania sterownika i systemu rejestrującego. Sygnały pomiarowe są przesyłane cyfrowo z wykorzystaniem pętli prądowej S300 do regulatora LB-600 i szeregowo do konwertera LB-486. Sterownie ruchem pyranometrów odbywa się poprzez wyjścia dyskretne sterownika. Sprzężenie zwrotne polegające na zliczaniu przez sterownik impulsów generowanych w obrotnicy zapewnia pozycjonowanie siłowników. Zrealizowany układ nie wyczerpuje możliwości regulatora LB-600 i będzie rozbudowywany w miarę zwiększania potrzeb użytkownika.

Struktura wewnętrzna regulatora pokazana poniżej realizuje następujące funkcje:

1. Przyjmowanie sygnałów wejściowych z impulsatorów (warstwa 2)
2. Obliczanie sygnałów sterowania dla aktualnego położenia słońca (warstwy 3 do6)
3. Generowanie sygnałów regulacyjnych (warstwa 7)
4. Generowanie sygnałów sterujących dla siłowników (warstwa A)

Regulator z czujnikiem temperatury lub wilgotności, stosownie do zamówienia, może posiadać indywidualne świadectwo wzorcowania toru pomiaru temperatury z Instytutu Energetyki w Warszawie lub Laboratorium Wzorcującego LAB-EL.

Dane techniczne

PARAMETRY UKŁADU POMIAROWEGO
Pomiar / sterowanie	Zakres pomiaru	Uwagi
Pomiar natężenia promieniowania słonecznego	-2000...+2000 W/m2	Zależny od czujnika - podany dla czujnika SP LITE pyranometr - Kipp & Zonen
Pomiar kierunku wiartu	357 °	Zakres obrotu 360 ° bez końca
Pomiar siły wiatru	0,5 m/s - 90 m/s	Dla miernik LB-747
Pomiar wilgotności	0..100%	Dla miernika LB-710R
Pomiar temperatury	-40..+85°C	LB-710R
Położenie obrotowe pyranometru 1 (azymut i elewacja)	0-270° azymut, 0-180° elewacja
Położenie obrotowe pyranometru 2 (elewacja)	0-180°

Szczegółowe dane techniczne i zalecane warunki pracy urządzeń pracujących w układzie można znaleźć na stronach firmy LAB-EL. (np. dla termohigrometru LB-710 i regulatora LB-600).