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傳感技術(shù)助力光伏行業(yè)的智能生產(chǎn)

時(shí)間:2022-04-26 14:28:54來(lái)源:ifm 易福門電子

導(dǎo)語(yǔ):?智能運(yùn)動(dòng)控制是智能制造的核心構(gòu)建模塊,可實(shí)現(xiàn)高度靈活的高效制造。智能運(yùn)動(dòng)控制融合了精確反饋、先進(jìn)感知、高性能控制和無(wú)縫連接技術(shù),可提供確定性運(yùn)動(dòng)解決方案。利用 PLC 和制造執(zhí)行系統(tǒng) (MES) 運(yùn)動(dòng)洞察信息的無(wú)縫連接執(zhí)行高級(jí)分析,以優(yōu)化制造流程,及早識(shí)別潛在問(wèn)題避免停產(chǎn)。使用智能運(yùn)動(dòng)控制的智能制造可以快速重新配置,以支持更敏捷和可擴(kuò)展的制造,包括批量大小為 1 的生產(chǎn)。通過(guò)縮短完成制造步驟的時(shí)間,并優(yōu)化制造流程實(shí)現(xiàn)更高產(chǎn)出,同時(shí)降低能耗,從而實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的智能制造。

  第一彈:?jiǎn)尉Ч枭a(chǎn)中冷卻水流量和溫度的可靠檢測(cè)

  光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括硅料、鑄錠(拉棒)、切片、電池片、電池組件、應(yīng)用系統(tǒng)等6個(gè)環(huán)節(jié),主要分為上、中、下游:上游為硅料、硅片環(huán)節(jié),中游為電池片和組件環(huán)節(jié),下游為發(fā)電系統(tǒng)。在上游產(chǎn)業(yè)中,因單晶電池片轉(zhuǎn)換效率高,市場(chǎng)上硅片主要是單晶硅片,在該產(chǎn)業(yè)鏈, 應(yīng)用了眾多ifm產(chǎn)品,包括:流量、壓力、光電傳感器和RFID、IO-Link、AS-i等產(chǎn)品,下面主要為大家分享單晶硅生產(chǎn)中冷卻水的流量和溫度如何可靠檢測(cè),如圖1。

光伏制造產(chǎn)業(yè)鏈.png

圖 1 光伏制造產(chǎn)業(yè)鏈

  光伏制造產(chǎn)業(yè)鏈

  1.可靠流量檢測(cè),確保生產(chǎn)設(shè)備冷卻需求

  ifm流量傳感器主要應(yīng)用于硅片和電池片生產(chǎn)這一環(huán)節(jié)中,如單晶爐、切片機(jī)、擴(kuò)散爐等設(shè)備,這些設(shè)備需要穩(wěn)定的冷卻水系統(tǒng),以滿足設(shè)備的降溫冷卻需求。

  例如生產(chǎn)單晶硅的單晶爐設(shè)備,內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而單晶硅的生產(chǎn)環(huán)境要求極為苛刻,如爐體溫度,如果冷卻水供應(yīng)不及時(shí)就可能導(dǎo)致?tīng)t體變形,造成硅晶體產(chǎn)品的不合格以及設(shè)備的損傷,所以需要在冷卻水的主管路和支管路上對(duì)水進(jìn)行可靠實(shí)時(shí)的流量監(jiān)測(cè)。

  ifm SV渦街流量傳感器深受光伏行業(yè)用戶青睞。當(dāng)流量低于或高于設(shè)定的開(kāi)關(guān)點(diǎn)時(shí),LED可清晰顯示開(kāi)關(guān)指示狀態(tài),便于現(xiàn)場(chǎng)的工作人員觀測(cè)。它擁有彩色顯示屏,可直觀顯示檢測(cè)到的數(shù)據(jù),且顯示方向可旋轉(zhuǎn),便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整安裝,如圖2。

2SV 渦街流量傳感器.png

圖 2SV 渦街流量傳感器

  這款流量傳感器還可同時(shí)檢測(cè)流量和介質(zhì)溫度,監(jiān)測(cè)高達(dá)100 L/min的流量和高達(dá)90℃的流體溫度,兼具多種功能,性價(jià)比超高。通過(guò)IO-Link,工程師還可以在軟件上對(duì)該系列傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)配置,數(shù)字化信號(hào)無(wú)損傳輸。同時(shí)數(shù)據(jù)還能給到電腦進(jìn)行采集,為通往工業(yè)4. 0搭載橋梁。

  當(dāng)將ifm SV渦街流量傳感器連接到IIoT平臺(tái)moneo 后,可以在平臺(tái)上對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行配置,比如開(kāi)關(guān)點(diǎn)的設(shè)定、PNP或NPN輸出方式的設(shè)定。在控制面板,大家也可以看到流量傳感器的流量、溫度以及開(kāi)關(guān)狀態(tài),透明化生產(chǎn)過(guò)程。

  全新IIoT平臺(tái)moneo演示(如圖3)

  2. ifm SV渦街流量傳感器的產(chǎn)品特性

  ? 集流量和溫度檢測(cè)于一體,超高性價(jià)比;

  ? 可旋轉(zhuǎn)的彩色顯示屏,便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整安裝;

  ? 適用于具有或不具導(dǎo)電性(去離子)的水;

  ? LED可清晰顯示開(kāi)關(guān)指示狀態(tài);

  ? 通過(guò)IO-Link,可進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)配置,數(shù)字化信號(hào)無(wú)損傳輸。

  

全新 IIoT 平臺(tái) moneo 演示.png

  圖 3 全新 IIoT 平臺(tái) moneo 演示

 

  第二彈:太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)中的追蹤與追溯

  隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),能源的需求不斷加大,新能源的開(kāi)發(fā)和利用日益突出。光伏作為安全、潔凈的綠色能源, 已經(jīng)受到人們的密切關(guān)注和重視。由于光伏產(chǎn)業(yè)的整體生產(chǎn)工藝流程較為復(fù)雜,因此需要采取可靠智能的RFID解決方案, 實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行,這里我們將為您揭秘太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)過(guò)程中的追蹤與追溯方案。

  太陽(yáng)能電池片的生產(chǎn)工藝流程包括:硅片檢測(cè)、表面制絨及酸洗、擴(kuò)散制結(jié)、去磷硅玻璃、蝕刻及酸洗、鍍減反射膜、絲網(wǎng)印刷和快速燒結(jié)等。

  1. 分體式RFID產(chǎn)品

  其中,ifm的分體式RFID產(chǎn)品,主要用于腐蝕蝕刻及酸洗的工藝中。它們安裝在蝕刻及酸洗設(shè)備的上料和下料兩個(gè)工位。標(biāo)簽封裝在特氟龍材質(zhì)的花籃內(nèi),花籃內(nèi)部堆放需要蝕刻及酸洗的硅片。當(dāng)花籃上料與下料時(shí), 需要對(duì)花籃內(nèi)標(biāo)簽的加工工藝及現(xiàn)場(chǎng)加工數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取與寫(xiě)入, 從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的追蹤與追溯, 方便后序加工流程的可視化。

  由于蝕刻及酸洗的設(shè)備內(nèi)部具有酸洗池,容易和金屬材質(zhì)的產(chǎn)品發(fā)生化學(xué)反應(yīng),我們建議用戶使用全塑料外殼RFID產(chǎn)品,如下圖中的ifm LF/HF DTE系列RFID估算單元。全塑料外殼RFID產(chǎn)品更耐腐蝕,并具有高防護(hù)等級(jí),滿足嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境要求,如圖4。

LF HF RFID 估算單元 DTE 系列.png

圖 4 LF/HF RFID 估算單元 DTE 系列

  在生產(chǎn)過(guò)程中的擴(kuò)散制結(jié)環(huán)節(jié)中,自動(dòng)化程度高,設(shè)備較精密,這種情況下,可采用ifm M18 接口的全金屬系列產(chǎn)品,如HF RFID讀寫(xiě)頭ANT420。該讀寫(xiě)頭尺寸較小,方便客戶安裝在空間尺寸有限的設(shè)備內(nèi)部。并且全金屬的讀寫(xiě)頭材質(zhì)抗干擾能力更強(qiáng),即使周邊有金屬包裹也可以很好地抗干擾,保證讀寫(xiě)標(biāo)簽數(shù)據(jù)的可靠性。

  當(dāng)需要對(duì)太陽(yáng)能單晶硅和多晶硅電池片進(jìn)行篩選時(shí), 就需要采用到分選機(jī)。它是利用空氣懸浮原理將混合粉狀物料分離為輕、重兩部分的分選設(shè)備。

  在分選過(guò)程中,if m提供HF方形RFID 讀寫(xiě)頭,如ANT513或ANT600。它們可用于向 ID 標(biāo)簽存儲(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)或質(zhì)量參數(shù)等內(nèi)容,是長(zhǎng)距離讀寫(xiě)應(yīng)用的理想之選,如圖5。

HF RFID 讀寫(xiě)頭 ANF513 系列.png

  圖 5 HF RFID 讀寫(xiě)頭 ANF513 系列

  2. IO-Link RFID讀寫(xiě)頭的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

  隨著時(shí)代的不斷變遷,IO-Link逐步融入到工廠自動(dòng)化中,大大簡(jiǎn)化了制造過(guò)程。它消除了控制柜中的雜亂, 采用即插即用式設(shè)計(jì),并能確保信號(hào)的無(wú)損傳輸。IO- Link RFID讀寫(xiě)頭的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)包括:

  ? 適用于不同應(yīng)用的多種裝置版本;

  ?性價(jià)比高,無(wú)需額外控制器;

  ? 通過(guò)IO-Link,進(jìn)行靈活的參數(shù)設(shè)置、診斷和數(shù)據(jù)處理;

  ? 非常適用于完成小數(shù)據(jù)量的快速識(shí)別任務(wù);

  ? 通過(guò)IODD,簡(jiǎn)單可視化,在IO-Link主站上可輕松讀取天線參數(shù)。

  最后,無(wú)論是分體式RFID,還是IO-Link RFID,都會(huì)用到同一款RFID標(biāo)簽。由于光伏行業(yè)的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大,因此ifm為了滿足用戶需求,提供大容量且小體積的RFID標(biāo)簽E80370,可以存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù),簡(jiǎn)便靈活,如圖6。

   

小體積、大容量的 RFID 標(biāo)簽.png

圖 6 小體積、大容量的 RFID 標(biāo)簽

第三彈:太陽(yáng)能電池片的組裝

  在太陽(yáng)能電池片制造的后道工序——太陽(yáng)能電池片的組裝過(guò)程中,輸送線是自動(dòng)化流水線上最主要的設(shè)備。通過(guò)輸送線,將整個(gè)太陽(yáng)能電池板不同的組裝工藝串聯(lián)起來(lái),大幅提高太陽(yáng)能電池的組裝效率,這樣就可以生產(chǎn)出大量的太陽(yáng)能電池板, 滿足各行各業(yè)對(duì)于綠色電能的需求。在這些輸送線上,就大量使用了ifm公司的AS-i總線技術(shù):輸送線上成百上千個(gè)I/O信號(hào)都是通過(guò)ifm公司的AS-i總線體統(tǒng)方便快捷地連接在一起,傳輸?shù)娇刂乒瘛?/p>

  1. AS-i總線高效采集輸送線分散信號(hào)

  AS-i總線最大的優(yōu)勢(shì)是布線簡(jiǎn)潔。一根總線,既是電源線,又是信號(hào)線,可以把輸送線上分散的I/O信號(hào)有機(jī)的串聯(lián)起來(lái),同時(shí)這一技術(shù)也具有故障診斷功能,可實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位。

  ifm 提供全系列的AS- i產(chǎn)品,包括AS- i網(wǎng)關(guān)、AS- i電源、不同種類和規(guī)格的AS-i現(xiàn)場(chǎng)模塊、電纜和報(bào)警指示燈,可滿足不同現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集的需求,幫助用戶告別現(xiàn)場(chǎng)雜亂無(wú)章的電纜,化繁為簡(jiǎn)。每一個(gè)AS-i模塊,都是一個(gè)分布的I/O從站,中間無(wú)需添加任何硬件,可分布在AS-i 網(wǎng)絡(luò)上任何位置,就近采集信號(hào)。

  值得一提的是,ifm所有的AS-i主站都有擁有彩色顯示屏,可直接通過(guò)按鍵可視化操作,通過(guò)顯示屏,AS-i網(wǎng)絡(luò)所有信號(hào)的狀態(tài)信息一目了然。這樣, 通過(guò)網(wǎng)關(guān)就可以直接對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的AS-i網(wǎng)絡(luò)信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。如此一來(lái), 便可高效進(jìn)行設(shè)備的日常維護(hù), 并對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

  針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,ifm有不同種類產(chǎn)品。比如,集成電磁閥的氣動(dòng)單元模塊, 直接通過(guò)輸出的就是一個(gè)壓縮空氣,可直接控制執(zhí)行單元。

  針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸送線,ifm還有小巧的柜內(nèi)模塊,在光伏行業(yè)備受寵愛(ài)。比如ifm的控制柜模塊AC2267,不但節(jié)省空間,還可以通過(guò)籠式彈簧夾簡(jiǎn)單快速布線,把現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)采集后通過(guò)AS-i網(wǎng)絡(luò)送到控制系統(tǒng)。

 

AS-Interface 控制柜模塊AC2267.png

 

圖 7 AS-Interface 控制柜模塊AC2267

  

  2. AS-i總線應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

  ? 用于控制柜中;

  ? 通過(guò)籠式彈簧夾簡(jiǎn)單快速布線;

  ? 特別節(jié)省空間的設(shè)計(jì);

  ? 用于電源循環(huán)的雙終端;

  ? 強(qiáng)大的 LED 顯示運(yùn)行、開(kāi)關(guān)狀態(tài)和功能,清晰可見(jiàn)。

  越來(lái)越多的用戶在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上都集成了AS- i產(chǎn)品, 它有力助推了光伏行業(yè)的自動(dòng)化升級(jí)。除了AS-i總線外, ifm憑借多年來(lái)在自動(dòng)化領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗(yàn),還為光伏行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈提供了其他眾多產(chǎn)品,包括:流量、溫度、光電傳感器和RFID、IO-Link等產(chǎn)品,以滿足各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的需求。


標(biāo)簽: 風(fēng)電光伏

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