臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在數(shù)控多晶硅切斷機(jī)床中的應(yīng)用

    摘　要: 本文主要介紹臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在數(shù)控多晶硅切斷機(jī)床上的整合應(yīng)用。該控制系統(tǒng)結(jié)　　合臺達(dá)HMI、PLC、和伺服及變頻器等自動化產(chǎn)品，操作界面友好簡單，實現(xiàn)了設(shè)備的技術(shù)升級與高效節(jié)能，體現(xiàn)出臺達(dá)自動化產(chǎn)品較高的性價比，系統(tǒng)運行證明：臺達(dá)產(chǎn)品穩(wěn)定可靠，控制效率高，值得業(yè)界同行借鑒和推廣。

    關(guān)鍵詞： PLC；人機(jī)界面；伺服；控制

    Abstract: This paper mainly introduces the integrated application of Delta 

electromechanical products in numerical control polysilicon cutting machine.The control system 

realizes the equipement’s technology upgrade and high efficiency energy saving based on 

Delta HMI、PLC、servo and tranducer etc.. The operation interface looks friendly and easy.

The application shows the high performance price ratio of Delta automation products.The 

operation practice proves that Delta products can work with good performance and stability 

and easy operation , so it’s worth being widely spread. 

    Key words: PLC; HMI; Servo; Control

    1 前言

    隨著國家對節(jié)能減排的要求越來越嚴(yán)格，對清潔能源的需求量也越來越大，太陽能發(fā)電（光伏產(chǎn)業(yè)）正是清潔能源的代表。光伏產(chǎn)業(yè)因而得到迅猛發(fā)展，專家預(yù)測太陽能光伏產(chǎn)業(yè)在二十一世紀(jì)前半期將超過核電成為最重要的基礎(chǔ)能源之一。而光伏產(chǎn)業(yè)的主要原料便是多（單）晶硅。

    市場對多晶硅的旺盛需求也帶動了太陽能設(shè)備制造行業(yè)，此行業(yè)用的設(shè)備如多晶爐，切斷機(jī)床，滾圓磨床，端面磨床，及開槽，切片，倒角等設(shè)備也處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。太陽能行業(yè)對設(shè)備的要求：設(shè)備生產(chǎn)效率高，穩(wěn)定可靠，使用方便。

    面對日益復(fù)雜的要求和相應(yīng)產(chǎn)生的生產(chǎn)效率問題，本文基于臺達(dá)的DVP系列 PLC和HMI及伺服等自動化產(chǎn)品，成功開發(fā)實現(xiàn)了一套數(shù)控多晶硅切斷機(jī)床的控制系統(tǒng)。此控制系統(tǒng)控制核心部件全套用臺達(dá)產(chǎn)品，包括PLC，觸摸屏，變頻器，伺服，及臺達(dá)的開關(guān)電源。機(jī)器完整外形圖如圖1所示。

    圖1 機(jī)器完整外形圖

    2 工藝分析

    多晶硅切斷機(jī)床為多晶硅生產(chǎn)出來后，用于將兩端頭去掉或用于多晶硅坯料的鋸段成指定長度產(chǎn)品的設(shè)備。

    此設(shè)備的工藝過程分析如圖2所示：

    圖2 多晶硅切斷機(jī)床工藝過程分析框圖

    首先在工作臺上用專用夾具裝夾多晶硅坯料工件，然后調(diào)整好鋸帶張力，之后，啟動鋸帶（鋸帶的速度由變頻器控制），然后工作臺會根據(jù)設(shè)好的工藝參數(shù)進(jìn)行送料，首先工作臺帶動坯料快速靠近鋸帶，然后轉(zhuǎn)為慢速進(jìn)行邊緣切割，速度慢，是由于多晶硅坯料表皮較硬，速度過快容易損壞鋸帶；切完表皮后，接著轉(zhuǎn)為勻速正常切割，此過程要求送料速度極其穩(wěn)定，這樣，切出來的料表面平整度才好。切到最后，又轉(zhuǎn)為邊緣切割，直到把坯料切斷，切斷后，工作臺快速返回原來的工作原點，等待操作人員將成品拿下，換上新坯料。

    對于客戶的工藝要求，我們在選型中，有三點要特別考慮：

    （1）動鋸帶的輪子直徑較大，設(shè)備負(fù)載屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，切割時線速度較高，還要較快的停車速度，因此需要變頻器有較大的容量和制動能力；

    （2）作臺進(jìn)給是由伺服電機(jī)帶動滾珠絲杠，切割時，為了保證光潔度，進(jìn)給速度很慢，這就要求伺服低速穩(wěn)定性能好。

    （3）客戶要求設(shè)備在參數(shù)設(shè)置后，能精確顯示此坯料的加工時間，并在工作中，實時顯示當(dāng)前狀態(tài)和切割進(jìn)度，還要求顯示鋸帶的實時轉(zhuǎn)速。

    3 系統(tǒng)方案

    3.1 電氣配置清單：

    根據(jù)以上工藝要求，我們?yōu)榭蛻襞渲玫南到y(tǒng)硬件配置如下：

    (1)PLC: DVP40ES200T*1

    (2)人機(jī)界面： DOP-B07S201

    (3)變頻器: VFD075B43A+制動電阻

    (4)開關(guān)電源：PMC-024V100W1AA