原标题：嵌入式塔式太阳能热发电控制器研制与应用

嵌入式塔式太阳能热发电控制器的研制与应用，是太阳能热发电领域的关键技术突破，以下从研制要点和应用情况两方面展开介绍：

研制要点

1. 硬件设计

• 主控芯片：多采用基于ARM Cortex-M3架构的32位单片机，如STM32系列、MB9BF618S等。这些芯片功耗低、浮点运算能力强，且拥有丰富的高性能外设，能很好地满足追日控制系统的要求。

• 传感器模块：使用GPS模块获取经纬度、海拔、时间等参数，从而进行太阳位置的计算；配备光学传感器，对追踪到的太阳位置进行实时校正。

• 通信模块：具有以太网通讯功能，部分控制器设计两路硬件完全独立的以太网电路来提高通讯可靠性，每个以太网电路均可配置不同的IP地址、MAC地址，以此提供可靠的冗余性能。

• 电源及保护电路：电源电路采用金升阳DC/DC隔离稳压模块实现输入输出接口的隔离；数字量输入和数字量输出电路采用光耦实现隔离，RS232和RS485通讯电路通过光耦电路实现隔离，提高通讯的抗干扰性。同时，采用外置硬件看门狗和芯片内部的独立看门狗的方式进行双重保护，控制器所有的电子元件均采用宽温型产品，电路板做三防处理，以适应现场恶劣的环境。

1. 软件设计

• 操作系统：采用µc/OS-Ⅱ嵌入式操作系统，该系统具有内核规模小、可移植性强、实时性好、稳定可靠等特点。为了对µc/OS-Ⅱ操作系统进行移植，需要对OS_CPU.H、OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM等端口代码进行修改。

• 控制算法：运用视日运动轨迹算法跟踪和光学跟踪结合的策略，计算出定日镜跟踪太阳的旋转角度，根据偏差值驱动伺服电机。同时，根据光学传感器反馈对位置进行实时校正。

• 任务设计：控制器内部运行嵌入式操作系统，多个子任务并行运行。例如GPS通讯子任务、气象采集子任务、位置测量子任务、太阳能追踪子任务、电机控制子任务、电机监测子任务、仪表通讯子任务和DCS通讯子任务等。

应用情况

1. 验证效果：在定日镜样机中进行验证，结果表明该控制器具有追踪精度高、环境适应性强、功耗低等特点，能满足塔式太阳能定日镜的跟踪要求。

2. 实际应用案例：在青海中控太阳能德令哈50MW塔式熔盐储能光热电站、中电建青海共和50MW塔式熔盐储能光热电站等多个塔式光热电站中推广应用，效果良好。这些电站通过规模化定日镜集群高精度协同聚光、安全可靠的大容量低成本熔盐储能、高温吸热器的网格化能量协调控制等关键技术，解决了光热电站的定日镜聚光精度、可靠性及稳定性等问题。