1 前言
太陽能分布普遍，沒有地域限制，無須開采和運(yùn)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(hù)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(gè)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(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)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(gè)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(dòng)串焊機(jī)與手工串焊相比較具有很多優(yōu)勢(shì)。全自動(dòng)串焊機(jī)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(yàn)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(jiǎn)稱DMC Net，是臺(tái)達(dá)自主研發(fā)的工業(yè)自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)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(jī)設(shè)備體積大的需求。采用總線方式，降低了串焊機(jī)的配線難度;采用雙路不同CRC校驗(yàn)碼進(jìn)行通信，可以保證串焊機(jī)運(yùn)行的可靠度和穩(wěn)定性。
臺(tái)達(dá)運(yùn)動(dòng)控制卡系統(tǒng)，基于DMCNET，以A01運(yùn)動(dòng)控制卡為核心，整合A2-F伺服驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品，可以構(gòu)成完整的串焊機(jī)運(yùn)動(dòng)控制解決方案，如圖5。
圖5 采用臺(tái)達(dá)運(yùn)動(dòng)控制卡系統(tǒng)的串焊機(jī)
2 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)架構(gòu)
太陽能串焊機(jī)的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)輸入模組*5，64點(diǎn)輸出模組*3，脈衝輸出模組*1。
圖6 運(yùn)動(dòng)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(dòng)模式、單步模式、參數(shù)配置、運(yùn)動(dòng)配置、狀態(tài)監(jiān)視、報(bào)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(cè)，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(dòng)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(jī)械手動(dòng)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(cè)：在檢測(cè)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(jī)械臂拉取裁切預(yù)定長(zhǎng)度的焊帶，并由機(jī)械臂精確的放置到加工位置。
放電池片：由機(jī)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(jī)平臺(tái)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(dòng)，進(jìn)行降溫。
電池串翻面：在一個(gè)電池串焊接完成后，有機(jī)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(tái)達(dá)高速通信運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有架構(gòu)完善，高速通信，控制精準(zhǔn)，配線簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用于太陽能串焊機(jī)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(yùn)行效能。
作者簡(jiǎn)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(tái)達(dá)電子機(jī)電事業(yè)部應(yīng)用技術(shù)中心專案工程師。從事運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品的企劃，新產(chǎn)品測(cè)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(yàn)。
