［編輯簡介］：本文介紹一個利用NI CompactRIO開發能夠操控高輻射通量太陽能熔爐所有子系統的分布式控制和數據采集系統的案例。

　　［關鍵詞］：數據采集系統；太陽能熔爐智能化控制；NI CompactRIO；

　　［摘要］：由于地處陽光地帶，墨西哥是利用太陽能技術的理想之地。該地區年平均日曬超過5.5kWh/m2。 高質量的太陽能資源使得該地區成為實施集中太陽能技術（CST）的理想選擇，CST技術可用于發電或是生產太陽能氫燃料。

　　圖1： 太陽能熔爐組件架構圖

　　“憑借CompactRIO，Compact Fieldpoint和NI Compact Vision System內在的堅固性、準確性、擴展能力以及平臺的網絡集成，我們能在項目時間限制范圍內開發出一個可靠的、分布式應用程序。”

　　- Roberto G. Galàn， Centro de Investigación en Matemáticas A.C.

　　挑戰：

　　開發能夠操控高輻射通量太陽能熔爐所有子系統的分布式控制和數據采集系統。

　　解決方案：

　　使用NI LabVIEW圖形化系統設計軟件、LabVIEW Real-Time、LabVIEW FPGA和LabVIEW視覺開發模塊，以及NI CompactRIO、Compact Fieldpoint和NI Compact Vision System硬件平臺開發高輻射通量太陽能熔爐的控制與數據采集系統。

　　作者：

　　Dr. Norberto Flores - Centro de Investigación en Matemáticas A.C.

　　Roberto G. Galàn - Centro de Investigación en Matemáticas A.C.

　　簡介

　　由于地處陽光地帶，墨西哥是利用太陽能技術的理想之地。該地區年平均日曬超過5.5kWh/m2。 高質量的太陽能資源使得該地區成為實施集中太陽能技術（CST）的理想選擇，CST技術可用于發電或是生產太陽能氫燃料。

　　為了促進CST在墨西哥的發展，CIE能源研究中心建造了一個高輻射通量太陽能熔爐（HRFSF）。HRFSF使得在基礎應用研究以及工業生產過程的發展中利用太陽輻射成為可能。HRFSF的主要目的是開發用于中央塔發電廠的熱電太陽能塔組件。另一個目的則是處理和制造先進的材料，并且讓它們體現暴露在陽光下的熱物理，機械和光學的材料特征。

　　我們需要一個控制和數據采集系統，用于操作HRFSF所有集成組件。 CIMAT（數學研究中心）的工業數學系與CIE的工作人員合作，共同執行開發控制系統的任務。

　　高輻射通量太陽能熔爐（HRFSF）組件

　　高輻射通量太陽能熔爐（HRFSF）主要由以下三個組件組成： 一個聚光鏡，一個定日鏡和快門 （見圖1）。 聚光鏡是該系統的核心，其功能是將太陽輻射集中至很高的水平，從而在聚焦區域達到高溫（可達3000°K）。 該聚光鏡被放置在一個太陽熔爐內，且不發生移動；所有追蹤太陽所需的移動都需定日鏡來執行。 這樣做是為了獲得一個靜態的聚焦區域，它為進行實驗提供了一個更容易控制的環境。 熔爐的性能取決于定日鏡準確追蹤太陽的能力。 快門在不同的角度部分打開和關閉，控制允許進入系統的輻射量。值得一提的是，HRFSF包括占地面積81平方米定日鏡，占地面積42.2 平方米的快門，以及一個409六角形第一表面拋光的玻璃鏡組成的光學聚光鏡。

　　除了上述組件，還有一個移動的平臺，可在聚焦地區的不同點精確定位實驗。數據采集系統還要用于監測不同的實驗變量，如溫度、壓力流量、太陽輻射和集中的輻射通量分布。 冷卻系統的實驗也是必須的。 此外，氣象監測站集成在系統中， 除了定日鏡、冷卻系統和一些太陽輻射和風速傳感器，其它所有熔爐組件都位于整個熔爐結構內部。