臺達機電產(chǎn)品在數(shù)控多晶硅切斷機床中的應(yīng)用
發(fā)布時間：2019-08-02 10:18:49來源：
1 前言
隨著國家對節(jié)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(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)在二十一世紀前半期將超過核電成為比較重要的基礎(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)控多晶硅切斷機床的控制系統(tǒng)。此控制系統(tǒng)控制核心部件全套用臺達產(chǎn)品，包括PLC，觸摸屏，變頻器，伺服，及臺達的開關(guān)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(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
對于客戶的工藝要求，我們在選型中，有三點要特別考慮：
?。?）動鋸帶的輪子直徑較大，設(shè)備負載屬于恒轉(zhuǎn)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；
?。?）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(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)人機界面： DOP-B07S201
(3)變頻器: VFD075B43A+制動電阻
(4)開關(guān)電源：PMC-024V100W1AA
3.2 系統(tǒng)方案圖如下：
系統(tǒng)的控制框圖如圖3所示：
主控部分采用臺達比較新推出的ES2 PLC，該系列PLC是臺達比較新型小型PLC，具有2路100K脈沖頻率輸出功能，利用臺達運動控制指令控制臺達ASDA-AB伺服，配合伺服合適的電子齒輪比，可以達到很高的控制精度。另外， ES2 PLC具有3個獨立通訊口，COM1為RS232, COM2,COM3為RS485界面，鋸帶變頻器的頻率就是ES2 PLC 利用其COM2口通訊給的，并且將鋸帶變頻器當(dāng)前的實時速度讀回來，顯示在屏上。
此外，此PLC還具有以下特點：
16k steps大程序容量、數(shù)據(jù)存儲器10k words
基本指令LD比較快執(zhí)行時間0.54μs
比較大擴展IO點數(shù)