西门子正在为快速增长的太阳能产业提供驱动与自动化解决方案。
太阳能电池可通过各种方法进行生产。结晶硅太阳能电池制造工艺Zui为常见,但现在的趋势是采用薄膜太阳能电池组件。西门子可针对这两种制造工艺的整个生产链提供Zui优化机器解决方案。例如,可提供以下解决方案与设计:
硅锭切割、方形切割器、线锯
晶片加工生产线
防反射涂层机
晶片、电池片:运输和分拣
用于制造太阳能电池和组件的机器(如传焊接、层叠站)
薄膜镀膜装置(TCO、CVD、PVD)
激光构造
层压机、成框和测试系统
晶片、电池片和组件制造工艺需要有较短的循环时间,以确保获得高产量。西门子可基于带有预组态软件功能的 SIMOTION控制系统来提供适宜解决方案。搬运运动学(如笛卡尔门架系统、辊式拣选器、平面关节型机械手、带插补功能的 Delta2 和 Delta3拣选器)包括在搬运工具箱中。还提供有输送机同步和摄像头集成等附加功能。
实例:Wire saw application线锯用于将光伏和半导体工业中的硅锭切割为极薄的圆形或方形晶片。在此过程中,多个辊轮将一卷很长的金属线引导到一个金属线网上。金属线以Zui高20 m/s (65 ft/s) 的速度在退绕机和复绕机之间来回移动,并通过浮辊控制来确保金属线张力保持恒定。
硅锭以很慢的恒定速度从上方降低到金属线网上,并在一个持续数小时的工艺中被切割为极薄的晶片。在今天所采用的一种更常见技术中,不是由金属线来切割硅,而通过提供称为“砂浆”的研磨液进行切割。另一种技术使用金刚石涂膜金属线来进行切割。每种情况下,都存在使用越来越细的金属线的趋势,为的是将切割宽度降到Zui低,从而从单一硅锭获得更多晶片。
机器制造商正在尝试取得更快的切割速度,从而获得更高生产效率。它们重点关心的问题是避免发生断线,因为大多数情况下,断线会将昂贵的硅锭损坏。
优势
西门子线锯解决方案的亮点:通过高精度运动控制功能来确保生产高质量的超薄晶片
智能电能管理可确保在电源发生中断时也能可靠运行
由于可进行高效组态,并且驱动器中集成有工艺功能,从而可以降低成本
驱动器中集成有安全功能,从而避免使用复杂的常规保护电路
通过 SINAMICS S120 实现紧凑而灵活的驱动解决方案,降低了所需的安装空间
应用
智能电能管理防止发生断线针对线锯经过专门优化的自动化和驱动解决方案包括一个智能电能管理 (Smart Energy Management)功能,可监视和桥接电源波动或短暂的电源故障。电容器电源模块与 SINAMICS调节型电源模块的结合可确保有效消除发生断线的危险。电容器后备设计是为了能够以受控方式将机器关断,以便在发生安全运行停止 (SafeOperating Stop) 的情况下也可避免发生断线。集成安全功能是 SINAMICS S120变频调速柜系统的另一个优点。
设计
自动化解决方案SINAMICS S120产品系列中的紧凑型变频器可用作线锯的驱动系统。这些变频器具有模块化的设计,在性能和功能上具有可扩展性和灵活性。它们提供了一种在技术上和经济上均满足线锯工艺要求的zuijia解决方案。
一个调节型电源模块用于为多轴系统馈电。控制单元中集成了整个驱动器智能(包括与上位控制器的接口)。
CU320-2 控制单元提供了多轴系统高速控制功能,并包含一个存储卡,上面存储有驱动器系统的固件和全部参数。该控制单元 (CU)还提供了用于闭环控制、馈电装置、变频器、电机和编码器的中央诊断功能。该控制单元通过数字系统总线 DRIVE-CLiQ与驱动系统的其他部件相连。
1PH8 水冷式电机非常适合用作卷绕机电机,而紧凑型 1FK7 伺服电机可用于敷设设备和浮辊。高精度铸块进给功能可由一台高性能1FT7 电机来执行。
一个故障安全 SIMATIC S7 CPU 用作上位控制系统。该 CPU 通过 PROFINET/ PROFIsafe与驱动器或分布式 SIMATIC ET200 I/O 模块通信。
G_PM21_XX_00087
用于锯的自动化组态
功能
高效工程组态(通过驱动控制图 DCC)使用 DCC 技术可降低工程组态时间,从而降低成本。DCC通过基于图形的简单编程方法,提供了可靠扩展的现代驱动技术。提供了一个全面的库,其中含有经过预组态和具有多实例功能的驱动控制块(DCB),包括闭环控制/运算和逻辑块。通过拖放操作,可方便、快捷地将这些块组合到各个驱动解决方案中。线锯应用所需的功能(如退绕机和复绕机功能、闭环浮辊控制和敷设设备)可完全通过DCC 技术来实现。使用 DCC 编辑器,可方便地对组态进行扩展和修改。DCC技术提供了面向驱动器的高速闭环控制,可减轻上位控制系统的负荷。