贝加莱系统在太阳能晶硅生产系统中的应用(2)

4、贝加莱为太阳能行业提供的解决方案

作为基础硬件与软件平台提供商，贝加莱为太阳能晶硅电池领域提供具有自主研发和满足行业需求的软硬件平台，确保程序的安全与平台独立性，提供软件功能块以便系统快速的组件，而远程诊断与维护则提供了系统故障快速定位与系统最低的当机时间。

下面我们仅介绍一些常用的技术，用以解决在太阳能晶硅电池设备中的实际问题。

4.1ACOPOSmulti节能与断电停车

ACOPOSmulti是一个基于共直流母线技术(Common DC-Bus)设计的驱动系统,具有非常高的功率密度,并且通过再生线圈实现能量的再生，将系统中处于制动状态的电机的能量由直流母线反馈到再生单元，并将此能量回馈给其它处于运动状态的伺服轴，从而实现能量的再利用，并且，ACOPOSmulti驱动中的逆变单元可驱动2个伺服电机，这样整体降低了系统的成本，具有极高的性价比。

4.1.1节能设计

共直流母线的ACOPOSmulti使得系统中的总体能量得到优化，在一个运动系统中，通常电机有两种运行状态，一种是电动机，另一种是发电机状态，尤其是在多轴系统中，通常会有一些轴处于电动而另一些处于制动，而通过直流母线的共享机制，那些发电状态的能量同样可以回馈到直流母线单元，从而使得整个系统内部的能量得到优化，使得整个运动系统的吸入电流得到有效降低，能够最大限度的发挥节能作用。

4.1.2.断电同步停车技术

对于ACOPOSmulti伺服驱动器而言，断电停车功能是其基于直流母线技术(Common DC-Bus Technology)而产生的先天性技术优势,我们都知道，对于电机而言它有两个主要的运行状态，在第一象限磁场空间里，电机作为电动机在运行，当电机处于制动状态时，则磁场空间产生反向工作，其在这个时候可以理解为运行在发电机状态，产生交流电流-对于ACOPOSmulti驱动器而言，其逆变单元不仅可以产生正向的AC-DC-AC转换，也可以逆向运行为AC-DC转换，由一个蓄能二极管将能量瞬间积累并通过逆变器的IGBT整流电路转化为DC电压，这个DC电压回馈到DC-Bus上，再流到其它轴DC-AC转换又可以供给其它需要同步停车的伺服轴，同时也能保障24VDC的供电-因为辅助电源也同时运行在这个DC-Bus上。

DC-Bus

对于多线切割这样的系统而言，若出现停车状态将会使得被切割的棒材产生操作中断造成巨大的损失-同步停车可以确保系统的停车处于稳定的可控状态，而不会产生纱线断裂、晶硅片位置输出、导引轮、放卷收卷轴之间的偏差而造成系统问题。

4.2机器人技术

4.2.1 GMC下的机器人系统设计

对于不同的机器人，其齐次方程库不同，而B&R的GMC提供了路径规划的不同库支持能力，这包括以下机器人库：

全关节型机器人

Tripod

SCARA

伽利略机器人…

GMC所支持的机器人库提供了14种不同的机器人类型库的支持能力，基本上能满足各工业领域对于机器人的需要。

4..2.2机器人惯量前馈控制技术

4.2.2.1抖动问题

在机器人系统中，由于机器人的各个关节的机械特性随着运动过程的变化，其惯量产生了变化，例如，当机械臂处于X轴方向伸长时，则沿着Y轴方向的旋转在0～90度范围内惯量产生了变化，从最大惯量到最小惯量，当这个臂旋转超过90度～180度范围的话，则其惯量又开始变大，由于这种惯量所产生的变化，会对驱动器整个控制过程产生调节的振动，这也是目前机器人控制中普遍存在的问题。

4.2.2.2基于建模的惯量前馈算法设计

MATLAB/Simulink是目前最为流行的建模工具，由于与Mathworks公司的合作，贝加莱控制系统与MATLAB/Simulink建模建立接口连接，经过MATLAB/Simulink仿真工具建模生成的控制器模型可以通过代码自动生成技术产生控制器的C代码，而这一代码无需手工重写即可导入到B&R控制器中，从而实现在环测试。

其结构如下图：

通过这种方式，贝加莱很好的解决了机器人运行过程中的抖动问题，其效果如下：

机器人运行过程中的抖动效果

4.3 贝加莱温度控制系统

4.3.1需求

对于单晶硅拉制、多晶硅铸锭、扩散、PECVD、烧结等各个晶硅电池生产过程而言，热场的控制是为关键，对于拉单晶和铸锭而言，其晶体生长需要通过有效的建立整个工作区间的温度梯度空间来实现，并且温度控制的精度和响应速度会影响到生产中的质量和效率-而对于扩散、烧结同样如此。

温度控制与运动控制的高速响应不同，它属于大滞后的对象，而这类控制过程的难点则在于其温度控制的算法设计，但是，仅仅是算法的强大还不足以说明问题。