贝加莱系统在太阳能晶硅生产系统中的应用

晶硅电池生产流程

2.1单晶硅拉制/多晶硅铸锭炉

通过晶籽植入，将材料在坩埚中进行温度控制形成温度梯度，晶体材料在这个过程中逐渐结晶形成棒状，通过提升机构逐渐解析。

2.2 多线切割机

单晶硅棒材通过切方后进入多线切割机，该系统通过将喷涂石英砂的钢丝缠绕在驱动辊上对棒材进行研磨切削，可以实现同时对数百片晶硅片的生产，其要求非常高的切割质量，包括厚度、翘曲度、TTV值的指标。

2.3清洗制绒

在切割单元表面会由于切削而产生表面的材料颗粒和不规则的表面，通过清洗使得表面光滑，再进入制绒单元对晶硅表面进行四面体的形成－通过制绒可以提高晶硅的表面积从而吸收更多的太阳光。

2.4扩散－通过扩散工艺在晶硅表面生成PN结

2.5刻蚀祛磷硅玻璃

由于在扩散中使得表面形成了整体的PN结，需要对这个边缘进行刻蚀处理，以便使得PN结不能互连，同时在前道生成的磷硅玻璃也需要被化学方法祛除。

2.6 PECVD

通过氮化硅渗透方法提供晶硅表面形成减反射膜-这样可以减少光在晶硅表面的反射，从而提高吸收效率，通过等离子气相沉积技术，可以在晶硅表面沉积一层氮化硅膜来实现这一需求。

2.7丝网印刷

由于晶硅表面形成了可以导电的PN结，需要对其进行电源的印制，为了节省成本，必须以最小的原材料消耗进行此项印刷，形成正极和负极。

2.8烧结炉

对丝网印刷的电极进行烧结处理，使得其固化在晶硅表面并渗透。

2.9分检测试

通过电极的电流输入检测整个电池板的电极通断状态，确保可用性和参数满足技术指标

2.10后道处理设备

包括层压机、覆设、装盒、打码标记等。

3、晶硅电池生产过程中对于控制的需求

在整个生产的各个工艺段，对于控制系统的工艺和控制系统的性能、功能等的需求是变化的。

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。
 

 

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：