【摘要】太陽能是一種干凈的可再生的新能源，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能沒有任何排放和噪聲，技術(shù)成熟，安全可靠，可以為生產(chǎn)生活提供重要的能源保障。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能電池是最基本也是最重要的部件。通過串焊機，可以將多個太陽能電池進(jìn)行串聯(lián)形成太陽能電池光伏組，以提高發(fā)電效率。臺達(dá)運動控制卡系統(tǒng)，基于臺達(dá)DMCNET高速運動控制協(xié)議，以A01運動控制卡為核心，整合A2-F伺服，RM數(shù)字量輸入輸出模組，RM模擬量輸入輸出模組，可以構(gòu)成完整的太陽能串焊機運動控制解決方案。

【Abstract】Solar energy is a kind of clean,renewable energy,the conversion of solar energy to electricity goes without any emissions and noises,the technology is also mature,safe and reliable.It provides energy security for production and life.Solar cells is the most fundamental and important parts in the solar photovoltaic system.Series of welding machine can connect a plurality of solar cells in series to form a solar photovoltaic cell group and improve the efficiency of electricity generation. Delta motion control card system is based on Delta DMCNET, high speed motion control protocol.Based on Delta DMCNET of high-speed motion control protocol,using A01 motion control card as the core, the integration of A2-F servo,RM digital input and output module,RM analog input and output module, can make a perfect solutions of solar series welding machine motion control.

【關(guān)鍵詞】臺達(dá)運動控制卡;太陽能串焊機;光伏產(chǎn)業(yè)

【Keywords】Delta motion control card;Solar string welder;Photovoltaic industry

1  前言

太陽能分布普遍，沒有地域限制，無須開采和運輸，清潔環(huán)保，永不枯竭。

利用太陽能的最佳方式是光伏轉(zhuǎn)換，就是利用光伏效應(yīng)發(fā)電。太陽能發(fā)電系統(tǒng)（如圖1）主要包括：太陽能電池光伏組件（陣列）、控制器、蓄電池、逆變器、用戶負(fù)載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng)，控制器和逆變器為控制保護系統(tǒng)，負(fù)載為系統(tǒng)終端。

圖1 太陽能發(fā)電系統(tǒng)示意圖

在整個系統(tǒng)中，太陽能電池（如圖2）光伏組件是最基本也是最重要的部分。太陽光照射到電池半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，光生空穴由n區(qū)流向p區(qū)，光生電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能發(fā)電的工作原理。

圖2 太陽能電池示意圖

為提高發(fā)電效率，需要將多個太陽能電池進(jìn)行串聯(lián)，形成最終使用的太陽能電池光伏組件，如圖3。

圖3 太陽能電池光伏組件（陣列）

全自動串焊機與手工串焊相比較具有很多優(yōu)勢。全自動串焊機焊接速度快、質(zhì)量一致性好，表面美觀，沒有手工焊接的焊錫不均勻現(xiàn)象，可以減少操作人員及檢驗人員的數(shù)量，降低管理難度及制造成本，焊接效果圖如圖4。

圖4 焊接效果圖

DMCNET（Delta Motion Control Network），簡稱DMC Net，是臺達(dá)自主研發(fā)的工業(yè)自動化運動控制協(xié)議。最遠(yuǎn)通信距離可達(dá)30米，完全可以滿足串焊機設(shè)備體積大的需求。采用總線方式，降低了串焊機的配線難度；采用雙路不同CRC校驗碼進(jìn)行通信，可以保證串焊機運行的可靠度和穩(wěn)定性。

臺達(dá)運動控制卡系統(tǒng)，基于DMCNET，以A01運動控制卡為核心，整合A2-F伺服驅(qū)動器馬達(dá)，GA01網(wǎng)關(guān)模組，GE04集合式模擬量輸入輸出模組，GE16集合式數(shù)字量輸入輸出模組，GE01PI脈沖輸出模組，GE01PG手搖輪輸入模組，RM32遠(yuǎn)程數(shù)字量輸入輸出模組，RM64遠(yuǎn)程數(shù)字量輸入輸出模組，RM04PI遠(yuǎn)程脈沖輸入輸出模組等一系列運動控制產(chǎn)品，可以構(gòu)成完整的串焊機運動控制解決方案，如圖5。

圖5 采用臺達(dá)運動控制卡系統(tǒng)的串焊機

2  運動控制系統(tǒng)架構(gòu)

太陽能串焊機的運動控制系統(tǒng)架構(gòu)，如圖6，采用A01軸卡*2，750WA2*1，400WA2*3，200WA2*4，64點輸入模組*5，64點輸出模組*3，脈衝輸出模組*1。

圖6 運動控制架構(gòu)示意圖

圖7 配線圖

3  軟件系統(tǒng)架構(gòu)

軟件系統(tǒng)分系統(tǒng)初始化、自動模式、單步模式、參數(shù)配置、運動配置、狀態(tài)監(jiān)視、報警輸出等模塊。軟件界面如圖8和圖9。

圖8 軟件截圖

圖9 程序源碼示意圖

4  系統(tǒng)工藝

通過系統(tǒng)軟件與硬件的協(xié)同工作，控制取電池片料，電池片外觀及柵線檢測，噴涂助焊劑，升溫，焊帶拉取及鋪設(shè)，放電池片，高頻電磁感應(yīng)焊接，降溫，電池串翻面收集等動作。

取電池片料：為保證輕柔地將料盒內(nèi)的電池片取出，采用壓縮空氣分層，配合橡膠吸盤，在精準(zhǔn)的機械手動作下，可靠地將電池片送入工作區(qū)。

電池片外觀及柵線檢測：在檢測環(huán)節(jié)中，可將外觀缺陷及主柵線印刷異常的電池片移出。

噴涂助焊劑：采用無接觸的助焊劑噴涂方式，可使助焊劑準(zhǔn)確噴涂到預(yù)定的位置，為可靠焊接提供保障。

升溫：通過逐漸升溫，準(zhǔn)備接下的焊接。

焊帶拉取及鋪設(shè)：：由機械臂拉取裁切預(yù)定長度的焊帶，并由機械臂精確的放置到加工位置。

放電池片：由機械臂抓取下一片電池，并精準(zhǔn)的輕放到焊帶上。

高頻電磁感應(yīng)焊接：降低焊機平臺到達(dá)指定高度，控制焊接溫度，進(jìn)行無接觸式的電池片焊接。

降溫：將焊接完新電池片的電池串向前移動，進(jìn)行降溫。

電池串翻面：在一個電池串焊接完成后，有機械臂抓取，反面，并精準(zhǔn)輕放到玻璃板上，準(zhǔn)備進(jìn)入下一道工序。

5  結(jié)束語

臺達(dá)高速通信運動控制系統(tǒng)，具有架構(gòu)完善，高速通信，控制精準(zhǔn)，配線簡單，維護方便等諸多優(yōu)點。應(yīng)用于太陽能串焊機設(shè)備，可以方便系統(tǒng)的整體規(guī)劃配置，極大提高設(shè)備的整理運行效能。

作者簡介：

商福進(jìn)，男，出生于1982年11月，畢業(yè)于西安科技大學(xué)，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)?，F(xiàn)擔(dān)任臺達(dá)電子機電事業(yè)部應(yīng)用技術(shù)中心專案工程師。從事運動控制產(chǎn)品的企劃，新產(chǎn)品測試，客戶端整體應(yīng)用方案的開發(fā)，有著豐富的業(yè)界經(jīng)驗。