作 者：江西賽維LDK高科技有限公司 楊自會
引言
江西賽維ldk太陽能高科技有限公司為了提高市場競爭力，增強經(jīng)濟效益，在國內(nèi)率先引進了應用材料公司的maxedge線鋸。該機自動化程度高，其電氣控制系統(tǒng)采用德國amk伺服驅(qū)動控制器，較好的滿足了切片工藝的要求。
amk伺服控制器的特點
amk作為全數(shù)字交流伺服控制器，主要完成定位掃描、速度控制、閉環(huán)位置控制、電機編碼器賦值與監(jiān)測、信號追蹤、故障診斷、故障冗余以及通過總線保持與控制面板的信 號、數(shù)據(jù)信息傳遞等功能。ke/kw系列單元主要特點如下：
(1)ke/kw系列單元由電源模塊和用于控制伺服電機(功率最大可達100kva)的驅(qū)動模塊組成。
(2)接有可再生制動的電源模塊ke產(chǎn)生用于kw模塊的直流電壓。
(3)采用igbt pwm方式控制的kw模塊具有扭矩控制，位置控制以及速度控制等功能。其逆變器單元把來自dc-bus的直流電逆變成交流電供電機使用，并且通過直接對電機編碼器反饋信號采樣來控制電機在4象限內(nèi)精確運行，具有高動態(tài)響應性。
(4)ke/kw可以組成acc總線網(wǎng)絡，并且可以通過不同總線實現(xiàn)更高級別的控制。
(5)任選控制卡可以擴展系統(tǒng)，比如用于驅(qū)動命令的2進制i/o接口，用于現(xiàn)場總線和plc編程功能的接口。
(6)kwd模塊內(nèi)含兩個獨立的kw驅(qū)動模塊，為控制小功率電機提供了一種性價比高的手段。
hct maxedge線鋸工作原理和amk驅(qū)動控制系統(tǒng)硬件組成
hct maxedge線鋸(如圖1所示)的核心是在研磨漿配合下用于完成切割動作的超細高強度鋼線。鋼線相互平行的纏繞在a、b、c、d4個導輪上形成一個水平的切割線網(wǎng)。馬達驅(qū)動4個導輪使整個切割線網(wǎng)以一定的速度移動。線網(wǎng)的速度、直線運動或來回運動都會在整個切割過程中根據(jù)硅塊的形狀進行調(diào)整。在切割線運動過程中，噴嘴會持續(xù)向切割線網(wǎng)噴射含有懸浮碳化硅顆粒的研磨漿。
硅塊被固定于工作臺上，通常一次8塊(滿載)或者4塊(半載)。工作臺垂直通過運動的切割線網(wǎng)，使硅塊被切割成硅片。切割原理看似非常簡單，但是實際操作過程中有很多挑戰(zhàn)。線切割機必須精確平衡和控制切割線直徑、切割速度和總的切割面積，從而在硅片不破碎的情況下，取得一致的硅片厚度，并縮短切割時間。
由于maxedge線鋸采用了雙線網(wǎng)管理系統(tǒng)，擁有4個獨立控制的驅(qū)動馬達分別控制a、b、c、d4個導輪，所以需要兩套放線、收線以及排線裝置。放線輪、收線輪馬達上裝有剎車裝置，意外斷線時可以及時停車。上、下工作臺可以獨立控制也可以同時控制。
根據(jù)分析maxedge線鋸驅(qū)動系統(tǒng)硬件大致由2個kes120模塊、8個kw模塊(分別控制4個繞線輪、4個導輪)、3個kwd模塊(分別控制左上、下排線輪，右上、下排線輪，上下工作臺)和伺服電機組成。控制面板和plc1、plc2以及安全繼電器xps-mc之間采用profibus通信。驅(qū)動控制系統(tǒng)框圖如圖2所示。
線路連接
為保證伺服驅(qū)動器的安全可靠工作，同時減少諧波對plc，特別是對模擬量信號的干擾，控制器的主回路必須按照電氣工藝要求連接相關設備。ke模塊進線側(cè)安裝有斷路器、保險、濾波器、電抗器，和接觸器。
圖1 hct maxedge線鋸
圖2
圖3
amk驅(qū)動器參數(shù)設定
amk的kw或者kwd模塊作為eathercat總線的從站，接受通過總線傳來的點動、啟動、停止、加速、減速等命令并執(zhí)行。其系統(tǒng)參數(shù)、電機參數(shù)、位置參數(shù)、扭矩參數(shù)等由操作面板直接賦值或者由軟件設定。8個kw模塊的地址從10-17，由模塊上的s1、s2兩個16進制的dip開關設定，3個kwd模塊的地址通過軟件設定。如id no 32800參數(shù)為主操作模式，id no 82、83為轉(zhuǎn)矩(扭矩)參數(shù)，id no38、39為速度參數(shù)。kw、ke和kwd模塊的參數(shù)在 maxedge線鋸出廠時已經(jīng)固化在軟件中。當驅(qū)動器運行出現(xiàn)異常時,可以進入觸摸屏電腦刪除d盤下的scratch文件或者用數(shù)據(jù)恢復光盤重裝系統(tǒng)，即可對相應的驅(qū)動器自動檢測下載設定參數(shù)，避免了手動輸入的繁瑣。
結(jié)束語
自hct maxedge線鋸在ldk投產(chǎn)以來，amk伺服驅(qū)動器在切片生產(chǎn)中表現(xiàn)良好，滿足了切片生產(chǎn)工藝和機械設備的要求，確保了硅片生產(chǎn)的產(chǎn)量和良品率，提高了生產(chǎn)效率。
作者簡介
楊自會 男 助理工程師，目前從事切片設備的維修與維護。
參考文獻(略)
