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          技術頻道

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          傳感技術助力光伏行業的智能生產

          時間:2022-04-26 14:28:54來源:ifm 易福門電子

          導語:?智能運動控制是智能制造的核心構建模塊,可實現高度靈活的高效制造。智能運動控制融合了精確反饋、先進感知、高性能控制和無縫連接技術,可提供確定性運動解決方案。利用 PLC 和制造執行系統 (MES) 運動洞察信息的無縫連接執行高級分析,以優化制造流程,及早識別潛在問題避免停產。使用智能運動控制的智能制造可以快速重新配置,以支持更敏捷和可擴展的制造,包括批量大小為 1 的生產。通過縮短完成制造步驟的時間,并優化制造流程實現更高產出,同時降低能耗,從而實現更可持續的智能制造。

            第一彈:單晶硅生產中冷卻水流量和溫度的可靠檢測

            光伏產業鏈包括硅料、鑄錠(拉棒)、切片、電池片、電池組件、應用系統等6個環節,主要分為上、中、下游:上游為硅料、硅片環節,中游為電池片和組件環節,下游為發電系統。在上游產業中,因單晶電池片轉換效率高,市場上硅片主要是單晶硅片,在該產業鏈, 應用了眾多ifm產品,包括:流量、壓力、光電傳感器和RFID、IO-Link、AS-i等產品,下面主要為大家分享單晶硅生產中冷卻水的流量和溫度如何可靠檢測,如圖1。

          光伏制造產業鏈.png

          圖 1 光伏制造產業鏈

            光伏制造產業鏈

            1.可靠流量檢測,確保生產設備冷卻需求

            ifm流量傳感器主要應用于硅片和電池片生產這一環節中,如單晶爐、切片機、擴散爐等設備,這些設備需要穩定的冷卻水系統,以滿足設備的降溫冷卻需求。

            例如生產單晶硅的單晶爐設備,內部結構復雜,而單晶硅的生產環境要求極為苛刻,如爐體溫度,如果冷卻水供應不及時就可能導致爐體變形,造成硅晶體產品的不合格以及設備的損傷,所以需要在冷卻水的主管路和支管路上對水進行可靠實時的流量監測。

            ifm SV渦街流量傳感器深受光伏行業用戶青睞。當流量低于或高于設定的開關點時,LED可清晰顯示開關指示狀態,便于現場的工作人員觀測。它擁有彩色顯示屏,可直觀顯示檢測到的數據,且顯示方向可旋轉,便于現場調整安裝,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檢測流量和介質溫度,監測高達100 L/min的流量和高達90℃的流體溫度,兼具多種功能,性價比超高。通過IO-Link,工程師還可以在軟件上對該系列傳感器進行遠程參數配置,數字化信號無損傳輸。同時數據還能給到電腦進行采集,為通往工業4. 0搭載橋梁。

            當將ifm SV渦街流量傳感器連接到IIoT平臺moneo 后,可以在平臺上對傳感器的數據進行配置,比如開關點的設定、PNP或NPN輸出方式的設定。在控制面板,大家也可以看到流量傳感器的流量、溫度以及開關狀態,透明化生產過程。

            全新IIoT平臺moneo演示(如圖3)

            2. ifm SV渦街流量傳感器的產品特性

            ? 集流量和溫度檢測于一體,超高性價比;

            ? 可旋轉的彩色顯示屏,便于現場調整安裝;

            ? 適用于具有或不具導電性(去離子)的水;

            ? LED可清晰顯示開關指示狀態;

            ? 通過IO-Link,可進行遠程參數配置,數字化信號無損傳輸。

            

          全新 IIoT 平臺 moneo 演示.png

            圖 3 全新 IIoT 平臺 moneo 演示

           

            第二彈:太陽能電池片生產中的追蹤與追溯

            隨著經濟的快速增長,能源的需求不斷加大,新能源的開發和利用日益突出。光伏作為安全、潔凈的綠色能源, 已經受到人們的密切關注和重視。由于光伏產業的整體生產工藝流程較為復雜,因此需要采取可靠智能的RFID解決方案, 實現高效運行,這里我們將為您揭秘太陽能電池片生產過程中的追蹤與追溯方案。

            太陽能電池片的生產工藝流程包括:硅片檢測、表面制絨及酸洗、擴散制結、去磷硅玻璃、蝕刻及酸洗、鍍減反射膜、絲網印刷和快速燒結等。

            1. 分體式RFID產品

            其中,ifm的分體式RFID產品,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備的上料和下料兩個工位。標簽封裝在特氟龍材質的花籃內,花籃內部堆放需要蝕刻及酸洗的硅片。當花籃上料與下料時, 需要對花籃內標簽的加工工藝及現場加工數據進行讀取與寫入, 從而實現實時的追蹤與追溯, 方便后序加工流程的可視化。

            由于蝕刻及酸洗的設備內部具有酸洗池,容易和金屬材質的產品發生化學反應,我們建議用戶使用全塑料外殼RFID產品,如下圖中的ifm LF/HF DTE系列RFID估算單元。全塑料外殼RFID產品更耐腐蝕,并具有高防護等級,滿足嚴苛工業環境要求,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

            在生產過程中的擴散制結環節中,自動化程度高,設備較精密,這種情況下,可采用ifm M18 接口的全金屬系列產品,如HF RFID讀寫頭ANT420。該讀寫頭尺寸較小,方便客戶安裝在空間尺寸有限的設備內部。并且全金屬的讀寫頭材質抗干擾能力更強,即使周邊有金屬包裹也可以很好地抗干擾,保證讀寫標簽數據的可靠性。

            當需要對太陽能單晶硅和多晶硅電池片進行篩選時, 就需要采用到分選機。它是利用空氣懸浮原理將混合粉狀物料分離為輕、重兩部分的分選設備。

            在分選過程中,if m提供HF方形RFID 讀寫頭,如ANT513或ANT600。它們可用于向 ID 標簽存儲生產數據或質量參數等內容,是長距離讀寫應用的理想之選,如圖5。

          HF RFID 讀寫頭 ANF513 系列.png

            圖 5 HF RFID 讀寫頭 ANF513 系列

            2. IO-Link RFID讀寫頭的應用優勢

            隨著時代的不斷變遷,IO-Link逐步融入到工廠自動化中,大大簡化了制造過程。它消除了控制柜中的雜亂, 采用即插即用式設計,并能確保信號的無損傳輸。IO- Link RFID讀寫頭的應用優勢包括:

            ? 適用于不同應用的多種裝置版本;

            ?性價比高,無需額外控制器;

            ? 通過IO-Link,進行靈活的參數設置、診斷和數據處理;

            ? 非常適用于完成小數據量的快速識別任務;

            ? 通過IODD,簡單可視化,在IO-Link主站上可輕松讀取天線參數。

            最后,無論是分體式RFID,還是IO-Link RFID,都會用到同一款RFID標簽。由于光伏行業的數據量越來越大,因此ifm為了滿足用戶需求,提供大容量且小體積的RFID標簽E80370,可以存儲現場各個環節的參數,簡便靈活,如圖6。

             

          小體積、大容量的 RFID 標簽.png

          圖 6 小體積、大容量的 RFID 標簽

          第三彈:太陽能電池片的組裝

            在太陽能電池片制造的后道工序——太陽能電池片的組裝過程中,輸送線是自動化流水線上最主要的設備。通過輸送線,將整個太陽能電池板不同的組裝工藝串聯起來,大幅提高太陽能電池的組裝效率,這樣就可以生產出大量的太陽能電池板, 滿足各行各業對于綠色電能的需求。在這些輸送線上,就大量使用了ifm公司的AS-i總線技術:輸送線上成百上千個I/O信號都是通過ifm公司的AS-i總線體統方便快捷地連接在一起,傳輸到控制柜。

            1. AS-i總線高效采集輸送線分散信號

            AS-i總線最大的優勢是布線簡潔。一根總線,既是電源線,又是信號線,可以把輸送線上分散的I/O信號有機的串聯起來,同時這一技術也具有故障診斷功能,可實現故障的準確定位。

            ifm 提供全系列的AS- i產品,包括AS- i網關、AS- i電源、不同種類和規格的AS-i現場模塊、電纜和報警指示燈,可滿足不同現場信號采集的需求,幫助用戶告別現場雜亂無章的電纜,化繁為簡。每一個AS-i模塊,都是一個分布的I/O從站,中間無需添加任何硬件,可分布在AS-i 網絡上任何位置,就近采集信號。

            值得一提的是,ifm所有的AS-i主站都有擁有彩色顯示屏,可直接通過按鍵可視化操作,通過顯示屏,AS-i網絡所有信號的狀態信息一目了然。這樣, 通過網關就可以直接對整個現場的AS-i網絡信號狀態進行監控。如此一來, 便可高效進行設備的日常維護, 并對故障進行準確定位。

            針對現場應用,ifm有不同種類產品。比如,集成電磁閥的氣動單元模塊, 直接通過輸出的就是一個壓縮空氣,可直接控制執行單元。

            針對現場輸送線,ifm還有小巧的柜內模塊,在光伏行業備受寵愛。比如ifm的控制柜模塊AC2267,不但節省空間,還可以通過籠式彈簧夾簡單快速布線,把現場的信號采集后通過AS-i網絡送到控制系統。

           

          AS-Interface 控制柜模塊AC2267.png

           

          圖 7 AS-Interface 控制柜模塊AC2267

            

            2. AS-i總線應用優勢

            ? 用于控制柜中;

            ? 通過籠式彈簧夾簡單快速布線;

            ? 特別節省空間的設計;

            ? 用于電源循環的雙終端;

            ? 強大的 LED 顯示運行、開關狀態和功能,清晰可見。

            越來越多的用戶在現場設備上都集成了AS- i產品, 它有力助推了光伏行業的自動化升級。除了AS-i總線外, ifm憑借多年來在自動化領域積累的豐富經驗,還為光伏行業產業鏈提供了其他眾多產品,包括:流量、溫度、光電傳感器和RFID、IO-Link等產品,以滿足各個生產環節的需求。


          標簽: 風電光伏傳感器

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