摘要：本文介紹了台達PLC，伺服，總線產(chan) 品在多線切割機的線輪排線係統的應用，適用於(yu) 多線切割機 高速單向或往複工作時的線輪排線工作，具有實現簡單，可靠性高的優(you) 點。
關(guan) 鍵字：PLC；現場總線；排線控製係統

中國能源需求的急劇增長打破了中國長期以來自給自足的能源供給格局。隨著市場對能源的需求逐漸加大，進一步新能源開發的願望也愈漸強烈，太陽能光伏產(chan) 業(ye) 成為(wei) 了時代需求下的一個(ge) 新興(xing) 產(chan) 業(ye) 。

太陽能光伏板組建是一種暴露在陽光下便會(hui) 產(chan) 生直流電的發電裝置，由幾乎全部以矽製成的薄身固體(ti) 光伏電池組成。矽片是半導體(ti) 和光伏領域的主要生產(chan) 材料。矽片多線切割技術是目前世界上較先進的矽片加工技術，它不同於(yu) 傳(chuan) 統的刀鋸片、砂輪片等切割方式，也不同於(yu) 先進的激光切割和內(nei) 圓切割，它的原理是通過一根高速運動的鋼線帶動附著在鋼絲(si) 上的切割刃料對矽棒進行摩擦，從(cong) 而達到切割效果。在整個(ge) 過程中，鋼線通過十幾個(ge) 導線輪的引導，在主線輥上形成一張線網，而待加工工件通過工作台的下降實現工件的進給。矽片多線切割技術與(yu) 其他技術相比具有效率高、產(chan) 能高和精度高等優(you) 點，是目前采用最廣泛的矽片切割技術。矽片多線切割機如圖1所示。
 

圖1 矽片多線切割機

1 係統概述

多線切割機對於(yu) 控製係統的可靠性，實時性要求較高，為(wei) 保證加工質量，需要對切割過程中的鋼絲(si) 張力進行控製。準確控製張力值，減小張力的波動是多線切割機的一項關(guan) 鍵技術，對於(yu) 提高加工質量及切割過程中不斷線以及提高設備的可靠性具有重要意義(yi) 。

為(wei) 減小張力的波動，線輪排線的質量對其有重要影響。線輪的鋼絲(si) 線排布整齊，以及線輪卷徑變化小都能夠提高張力控製精度，減小切割過程中的張力波動；反之，如果線輪的鋼絲(si) 線排布不整齊，線輪卷徑變化大則會(hui) 使切割時張力波動增大，甚至造成鋼絲(si) 斷線，設備不能正常工作。

通過對於(yu) 多線切割機工作過程中的線輪布線的研究和縫隙，我們(men) 采用了台達PLC控製器及台達A2伺服組成的布線控製係統實現對於(yu) 線輪的排線控製，通過對0.16mm直徑的鋼線進行實際切割，表明其工作穩定可靠，排線整齊，鋼絲(si) 線張力波動小。已經在新研製的300mm多線切割機中得到應用。

2 係統配置

2.1 ASD-A2-0721-M 控製器

台達A2係列高解析智能伺服是台達電子憑借多年的伺服研發經驗於(yu) 2009年推出的新一代伺服係統，其設計引入了歐係高端伺服智能化的理念和控製架構。大幅提升了產(chan) 品的性能和應用價(jia) 值。ASD-A2-0721-M控製器如圖2所示。
 

圖2 ASD-A2- 0721—M 控製器

該款產(chan) 品主要具備四大特點。第一，20bit高解析編碼器，可以提供1280000ppr的更高定位精度；第二，內(nei) 含CANopen接口，最高速度可以到1Mbps；第三，內(nei) 含伺服By-pass功能，可以實現命令信號逐級傳(chuan) 遞不衰減，輕鬆構造一主多從(cong) 的控製架構；最後，高響應和共振抑製可以滿足各類機械環境。

2.2 現場總線-DVPCOPM-SL

采用CANopen現場總線作為(wei) 通訊介質，主要為(wei) 了實現多從(cong) 站大量數據高速通信響應和提高通訊穩定性。與(yu) 傳(chuan) 統Modbus通訊協議比較，CANopen總線通訊協議有質的飛躍，數據通訊不再受到Modbus輪詢方式的製約，大大提高了主從(cong) 站之間的大量數據通訊響應速度和穩定性。

28SV左側(ce) 高速並行接口連接CANopen總線主站模塊DVPCOPM-SL，A2伺服通過CANopen總線與(yu) 28SV主機的總線接口相連接。SV PLV通過DVPCOPM-SL主站模塊與(yu) CANopen網絡相連，DVPCOPM-SL主站模塊負責PLC與(yu) 總線上其它從(cong) 站的數據交換，DVPCOPM-SL主站模塊負責將PLC的數據傳(chuan) 送到總線上的從(cong) 站，同時從(cong) 總線上各個(ge) 搜集返回的數據，傳(chuan) 回PLC，實現數據交換。

2.3 PLC

28SV提供左側(ce) 並列式高速擴展，可擴充應用多樣的網絡模塊如以太網、DeviceNet、ProfiBus、CANopen以及模擬量、溫度模塊等，以實現即時控製要求。最多可以連接16台特殊擴展模塊，主機內(nei) 建200KHZ四軸獨立脈衝(chong) 輸出。程序容量16K，指令執行速度02.4。

2.4 排線控製係統

線輪驅動電機和排線電機使用台達A2伺服控製係統控製ECMA伺服電機，該伺服係統控製精度高，動態性能好，可以滿足線輪速度控製和排線機構位置控製的要求。使用台達DVP28SV PLC控製器通過CANopen現場總線與(yu) A2伺服係統進行數據通訊，對伺服係統進行控製並獲取狀態信息。

DVP28SV PLC控製器通過現場總線每10ms發送控製數據控製A2各伺服電機的運動並讀取各電機的狀態數據。在多線切割機工作過程中，通過讀取線輪電機的編碼器數據，獲取線輪的轉動圈數，由於(yu) 線輪的出\入線點的位置和轉動圈數滿足函數關(guan) 係，利用PLC控製器計算，可以完成對於(yu) 出\入點位置的定位。

通過以上分析，可以輸出多線切割機的收\放線輪排線操作步驟

（1）在多線切割機工作前，先移動排線機構，將對其準線輪出\入線點的位置；
（2）使用編碼器測量裝置測得線輪出入點的初始位置；
（3）根據收放線輪的排線情況確定線輪的排線方向；
（4）根據線輪的初始位置及線輪的排線方向，確定線輪布線時的初始位置。
（5）在多線切割機工作時，通過對線輪電機編碼器測得線輪工作時的轉動圈數，即可以得到多線切割機工作過程中的出入點位置。控製排線電機驅動橫移架台移動到指定點，不斷跟蹤放線輪的出線點位置，並控製收線輪入線點的位置，使得線輪的排線整齊。

3 結論

台達的PLC及伺服產(chan) 品在多線切割機上的應用，經過長時間的加工實驗表明該方法排線整齊，均勻性好，且控製說法簡單，控製可靠性高，完全滿足多線切割機高速單向及往複運動的線輪排線，已經在多線切割機上得到了應用。