臺達機電產品在數控多晶硅切斷機床中的應用

    摘　要: 本文主要介紹臺達機電產品在數控多晶硅切斷機床上的整合應用。該控制系統結　　合臺達HMI、PLC、和伺服及變頻器等自動化產品，操作界面友好簡單，實現了設備的技術升級與高效節能，體現出臺達自動化產品較高的性價比，系統運行證明：臺達產品穩定可靠，控制效率高，值得業界同行借鑒和推廣。

    關鍵詞： PLC；人機界面；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

    隨著國家對節能減排的要求越來越嚴格，對清潔能源的需求量也越來越大，太陽能發電（光伏產業）正是清潔能源的代表。光伏產業因而得到迅猛發展，專家預測太陽能光伏產業在二十一世紀前半期將超過核電成為最重要的基礎能源之一。而光伏產業的主要原料便是多（單）晶硅。

    市場對多晶硅的旺盛需求也帶動了太陽能設備制造行業，此行業用的設備如多晶爐，切斷機床，滾圓磨床，端面磨床，及開槽，切片，倒角等設備也處于供不應求的狀態。太陽能行業對設備的要求：設備生產效率高，穩定可靠，使用方便。

    面對日益復雜的要求和相應產生的生產效率問題，本文基于臺達的DVP系列 PLC和HMI及伺服等自動化產品，成功開發實現了一套數控多晶硅切斷機床的控制系統。此控制系統控制核心部件全套用臺達產品，包括PLC，觸摸屏，變頻器，伺服，及臺達的開關電源。機器完整外形圖如圖1所示。

    圖1 機器完整外形圖

    2 工藝分析

    多晶硅切斷機床為多晶硅生產出來后，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品的設備。

    此設備的工藝過程分析如圖2所示：

    圖2 多晶硅切斷機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），然后工作臺會根據設好的工藝參數進行送料，首先工作臺帶動坯料快速靠近鋸帶，然后轉為慢速進行邊緣切割，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，接著轉為勻速正常切割，此過程要求送料速度極其穩定，這樣，切出來的料表面平整度才好。切到最后，又轉為邊緣切割，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，設備負載屬于恒轉矩負載，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）作臺進給是由伺服電機帶動滾珠絲杠，切割時，為了保證光潔度，進給速度很慢，這就要求伺服低速穩定性能好。

    （3）客戶要求設備在參數設置后，能精確顯示此坯料的加工時間，并在工作中，實時顯示當前狀態和切割進度，還要求顯示鋸帶的實時轉速。

    3 系統方案

    3.1 電氣配置清單：

    根據以上工藝要求，我們為客戶配置的系統硬件配置如下：

    (1)PLC: DVP40ES200T*1

    (2)人機界面： DOP-B07S201

    (3)變頻器: VFD075B43A+制動電阻

    (4)開關電源：PMC-024V100W1AA