除了上述组件，还有一个移动的平台，可在聚焦地区的不同点精确定位实验。数据采集系统还要用于监测不同的实验变量，如温度、压力流量、太阳辐射和集中的辐射通量分布。冷却系统的实验也是必须的。此外，气象监测站集成在系统中， 除了定日镜、冷却系统和一些太阳辐射和风速传感器，其它所有熔炉组件都位于整个熔炉结构内部。

开发平台

我们为控制和数据采集系统选择了NI平台，因为它能够通过一个直观、灵活的开发环境开发所有控制、数据采集和视觉功能。

凭借CompactRIO，Compact Fieldpoint和NI Compact Vision System内在的坚固性、准确性、扩展能力以及平台的网络集成，我们能在项目时间限制范围内开发出一个可靠的、分布式应用程序。

控制系统内有1台PXI电脑，4个NI cRIO-9074集成系统控制器，1个带有cFP-BP8背板的 cFP-2120控制器，以及一个与以太网相连的CVS-1450。 熔炉构架组件分布如图2所示：

定日镜由NI cRIO-9074集成系统控制器控制，它有两个 NI 9505伺服模块控制这两个定日镜电机。其中一个用于方位移动，一个用于高度移动。 使用太阳能跟踪方程可以得出定日镜的位置，它能够根据定日镜纬度和经度的位置计算出太阳能矢量。 通过了解太阳能矢量，我们可以精确判断定日镜的方位和高度角度。

我们使用2000 p/r 的编码器进行反馈控制，与定日镜齿轮箱相结合，以此控制定日镜的位置。 我们使用限位开关和NI 9421源极数字输出模块来探测定日镜的安全位置。 我们也手动操作自定义定日镜的角度。

定日镜控制系统利用16位的IEEE 1394相机对聚焦区域进行拍照，以获得视觉反馈。 这也就决定了太阳黑子的确切位置并且可以对定日镜的位置做出轻微的调整。使用NI CVS-1450可获取并处理图像。

我们使用cRIO - 9074控制器、NI 9505模块和NI 9421模块控制快门。 NI 9505模块通过控制快门电机来控制开放区域。 电机连接在齿轮箱上，并从2,000 p/r的解码器上获得反馈。 NI 9421模块用来读取限位开关，它能确定快门的起始位置。 在聚焦区域定位平台有一个类似的系统设置。 然而，此系统有三个控制着运动轴的三个电机，这样我们就可以精确定位平台位置。

我们的冷却系统将水运送到定位平台上的实验装置。 该系统也由另一个cRIO-9074控制器控制。 CompactRIO程序启动水泵，监测储水箱的液面位置，并通过一个NI 9265模拟输出模块控制比例阀来调节水的流量。 我们也使用NI 9472和NI 9421模块控制冷却系统。 由于泵和水箱位于熔炉构造之外，我们使用两个NI WAP-9071无线网桥与CompactRIO控制器进行通讯。 一个位于冷却系统控制箱内部，一个位于熔炉构造内部。

我们通过集成化Web服务器与气象台进行通讯。 我们监测多个环境变量，但最为关注的是直接辐射和风速。 前者可以指示在熔炉内进行实验的最佳时机，如果定日镜不在一个安全的位置，可能会被过高的风速损坏，因此后者也非常重要。

我们使用网络上发布的共享变量，在子系统和中央控制系统之间交换数据。 中央计算机是共享变量引擎的主机。 我们使用共享变量开发快速和可靠的通信，而不影响系统的安全性和控制回路的速度。

结论

THRFSF目前已进行了多个实验且运行正常。 我们明年将在熔炉上添加更多的设备。 HRFSF是一个研究工具，我们希望使用来自太阳的清洁、可再生能源开发出用于生产电力的新材料和新技术。

由于HRFSF用于各种实验，因此数据采集系统必须灵活。 我们在Compact FieldPoint家族产品中选择各种模拟输入模块，用于覆盖广泛的输入信号范围。 我们可以通过中央控制系统调整输入模块配置，以适应任何实验的特定需求。所有的子系统在一个单一接口的中央控制系统中进行操作。 图3显示了一些控制用户界面。