王海東 樊建華 趙德源

（河南安彩高科股份有限公司，河南安陽455000）

0 引言

光伏原片玻璃經(jīng)過磨邊、清洗、鍍膜、鋼化、檢驗、包裝等多道工序才能產(chǎn)出成品，工序復(fù)雜性及質(zhì)檢苛刻性對電氣設(shè)備提出了更高的要求。目前主流企業(yè)鋼化鍍膜生產(chǎn)線均使用國產(chǎn)設(shè)備，且設(shè)備分屬不同生產(chǎn)廠家，電氣系統(tǒng)相互隔離。安彩高科光伏鋼化鍍膜生產(chǎn)線投產(chǎn)初期，各設(shè)備運行節(jié)拍不同步，單一設(shè)備故障其他設(shè)備無警示，且設(shè)備本身電氣系統(tǒng)也有諸多不完善之處，嚴重制約了鋼化鍍膜產(chǎn)能，對設(shè)備電氣系統(tǒng)進行優(yōu)化改造勢在必行。

1 自動上片機

自動上片機采用CP1H PLC與WEINVIEW觸摸屏以RS232C串口通信，通過伺服驅(qū)動器實現(xiàn)各軸定位控制。優(yōu)化PLC程序、重新組態(tài)觸摸屏畫面后，在觸摸屏及程序中設(shè)置大小片時間寄存器，根據(jù)產(chǎn)品大小在觸摸屏上直接修改間隔時間，實現(xiàn)上片時序最佳；通過減小吸盤真空壓縮時間、縮短節(jié)拍周期、提高各軸及上片段動作速度，實現(xiàn)上片產(chǎn)能最大化。

2 磨邊機

磨邊機采用兩臺施耐德M340 PLC與MCGS人機界面通過以太網(wǎng)接口通信，實現(xiàn)對各傳動及磨頭變頻器的控制。影響磨邊機產(chǎn)能的因素主要有前后工序設(shè)備銜接動作同步性、磨頭電機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、倒角機電氣穩(wěn)定性等。

2.1 磨邊機和上片機、清洗機電氣系統(tǒng)協(xié)同動作

通過將磨邊機和清洗機的急停按鈕觸點分別引入對方急?；芈?，實現(xiàn)電氣緊急控制協(xié)同動作；將磨邊A機正常運行中繼信號串入上片機傳動信號中，實現(xiàn)兩設(shè)備動作同步；增加磨邊機中轉(zhuǎn)臺堵片報警功能，實現(xiàn)堵片及時報警，有效降低原片損耗，提高設(shè)備產(chǎn)能。

2.2 磨頭電機擴容簡配改造

試運時，磨邊A、B機原裝16臺1.5 kW磨頭電機長時間運轉(zhuǎn)，過載過流、發(fā)熱接地短路故障頻發(fā)，嚴重制約磨邊產(chǎn)能，通過擴容升級將1.5 kW電機擴容到3 kW，8臺電機即可滿足磨邊要求。磨輪損耗率和電機故障率大大降低，電機軸承穩(wěn)定性顯著提升。

2.3 倒角機電氣改造

倒角機伺服電機及編碼器電纜采用懸吊聯(lián)接方式，倒角檢測及原點限位開關(guān)動作頻繁，將伺服電纜升級為防水耐彎曲進口多芯屏蔽電纜。倒角機械開關(guān)改為接近開關(guān)，改用大直徑耐磨橡膠輥輪，開關(guān)支架改用不銹鋼支架，保證了倒角機的電氣穩(wěn)定性。

3 鍍膜機

鍍膜機采用CP1H PLC與觸摸屏以RS232C接口通信，通過臺達變頻器對各段傳動進行控制。

3.1 預(yù)熱段和鍍膜機電氣聯(lián)動

鍍膜機和預(yù)熱段電氣系統(tǒng)相對獨立，將鍍膜機急停和報警信號串入預(yù)熱段變頻器傳動信號，并通過優(yōu)化程序，使鍍膜機故障，膠輥升降步進電機動作自動升起，保證鍍膜機及膠輥安全。

3.2 鍍膜機糾偏程序

鍍膜皮帶運行中偏離位置，碰到限位開關(guān)糾偏動作，造成玻璃鍍膜缺陷。通過程序優(yōu)化，增加定時器，使皮帶持續(xù)接觸開關(guān)5 s氣缸動作，動作10 s氣缸收回，減少皮帶糾偏幾率，實現(xiàn)皮帶糾偏自動復(fù)原，提升鍍膜玻璃品位。

3.3 消除鍍膜尾印程序

玻璃尾印是鍍膜玻璃的主要缺陷，嚴重制約鍍膜玻璃品位。玻璃輥涂鍍膜過程中，正好處于鍍膜平鋪皮帶接縫位置時，膠輥下壓輥涂會造成該位置受力不均，從而產(chǎn)生玻璃尾印。要減輕這種缺陷，只能使玻璃鍍膜時盡量避開皮帶上的接縫或在接縫位置時減小壓輥壓力。通過增加觸摸屏控制項、加裝光電開關(guān)、修改程序?qū)崿F(xiàn)遇到接縫位置膠輥步進電機執(zhí)行上升微動，減少鍍膜尾印的出現(xiàn)，最大程度提高玻璃產(chǎn)能和品質(zhì)。

4 自動連線設(shè)備

自動連線設(shè)備采用CP1H PLC與觸摸屏以RS232C接口通信，通過臺達變頻器對多條鍍膜生產(chǎn)線進行傳動匯合控制。

4.1 自動連線直角轉(zhuǎn)片臺程序優(yōu)化

玻璃擦傷是影響鍍膜玻璃品質(zhì)的重要缺陷。直角轉(zhuǎn)片臺上的輥輪和皮帶是由同一變頻器驅(qū)動，換向時，由于皮帶和輥輪不停，玻璃需要在很短的時間內(nèi)實現(xiàn)皮帶到輥輪上的直角轉(zhuǎn)彎，極易造成擦傷。

通過修改程序，改變輥輪和皮帶的動作時序，原先動作為：玻璃行進到直角轉(zhuǎn)片臺的輥輪上后，到達換向設(shè)定時間的位置上時，氣缸動作，輥輪立即下降，玻璃接觸到皮帶后，由皮帶拖動玻璃實現(xiàn)換向。氣缸動作實現(xiàn)換向時，輥輪和皮帶均在運轉(zhuǎn)狀態(tài)，極易擦傷輥和玻璃。改造動作為：玻璃行進到直角轉(zhuǎn)片臺的輥輪上后，到達換向設(shè)定時間的位置上時，皮帶和輥輪同時停止運轉(zhuǎn)，然后氣缸動作，輥輪下降，玻璃接觸到皮帶后，再由皮帶拖動玻璃實現(xiàn)換向。氣缸動作實現(xiàn)換向時，輥輪和皮帶均在靜止?fàn)顟B(tài)，氣缸動作和輥輪皮帶轉(zhuǎn)動分開，避免玻璃擦傷。

4.2 自動連線后段傳動和鋼化爐上片臺的同步運行

鋼化爐上片臺正常運行時，為使入爐玻璃間隔一定，在入爐光電處檢測玻璃到來，需暫停一段時間才能再次運行入爐。而自動連線后段傳送帶上檢測玻璃到來后，會加速追行，極易造成玻璃碰撞歪斜入爐，可能引發(fā)玻璃炸爐事故。

通過分析控制回路，在鋼化爐上片臺變頻器啟動信號上并聯(lián)一個24DC中間繼電器，當(dāng)鋼化爐PLC控制上片臺變頻器運轉(zhuǎn)時，此信號傳遞給中間繼電器，也使其得電導(dǎo)通。通過優(yōu)化自動連線程序，將該繼電器上一對開點引入自動連線PLC輸入點2.02，在程序中將輸入點2.02開點指令加入自動連線最后段傳動輸出線圈前，作為該線圈導(dǎo)通條件，實現(xiàn)自動連線和鋼化爐上片臺的同步聯(lián)動。

5 鋼化爐

鋼化爐控制系統(tǒng)主要由上位工控機、S7-300 PLC、施耐德ATV61變頻傳動系統(tǒng)、風(fēng)機變頻器系統(tǒng)、加熱控制系統(tǒng)等組成。S7-300 PLC主要負責(zé)機組的邏輯控制和運動部件的控制，如輥道的運轉(zhuǎn)和停止、爐門的關(guān)閉和開啟、風(fēng)柵的關(guān)閉和打開、風(fēng)機的運轉(zhuǎn)速度控制等。

5.1 鋼化爐超溫報警

鋼化玻璃要求爐溫與設(shè)定誤差不得超過正負20℃，否則會引起鋼化玻璃應(yīng)力不均、顆粒度不夠、強度不足、表面彎曲等批量缺陷。

通過分析鋼化爐工控機操作盤上E5CZ-R2爐體溫控儀手冊和電路圖，分別設(shè)定爐體超溫報警上下限溫度到溫控儀參數(shù)中，然后在溫控儀6號端子上接入報警繼電器，并利用鋼化爐爐體加熱柜總電源空氣開關(guān)側(cè)面故障狀態(tài)開關(guān)斷路線圈端子引出線，將其分別接入兩個報警繼電器各組開點兩端，一旦溫控儀4、5號端子所接各段爐體溫度熱電偶反饋高溫信號超限，報警繼電器得電ON，其開點接通，使相應(yīng)空氣開關(guān)斷路線圈得電，將空氣開關(guān)主電路斷開，從而實現(xiàn)加熱爐絲斷電降溫，將報警繼電器一對未使用開點兩端，分別接入報警電源及報警燈，實現(xiàn)報警繼電器得電，加熱空氣開關(guān)分斷同時，現(xiàn)場電笛報警。

5.2 鋼化爐急冷段碎片程序

光伏玻璃鋼化出爐后，為保證顆粒度要求，在急冷段溫度急劇下降，運行速度較快，如出現(xiàn)碎片極易造成粘爐。以鋼化爐2、3段加速離合器信號發(fā)出為起始點，通過采集同一塊玻璃行進到冷卻段固定位置耐高溫光纖開關(guān)下方的時間為標(biāo)準(zhǔn)，與光纖開關(guān)實際檢測到玻璃信號時間比較，在標(biāo)準(zhǔn)時間范圍內(nèi)則證明玻璃正產(chǎn)運行無碎片，超出時間仍未檢測到玻璃，說明在急冷段已碎片。碎片程序采用一套單獨的CP1H PLC及控制回路，并配置聲光報警器，保證鋼化爐碎片及時報警，提升鋼化爐生產(chǎn)穩(wěn)定性。

6 下片機

下片機采用施耐德PLC與WEINVIEW觸摸屏以RS232C串口通信，通過施耐德LXM23伺服驅(qū)動器對各軸進行定位控制。主要通過在伺服驅(qū)動器上接制動電阻有效吸收制動能量，提升下片機運行速度。

7 結(jié)語

本文通過對鋼化鍍膜生產(chǎn)線上各設(shè)備電氣系統(tǒng)進行創(chuàng)新改進，加強相互通信，完善動作狀態(tài)，優(yōu)化應(yīng)用程序，為光伏玻璃提升產(chǎn)品產(chǎn)能提供了技術(shù)支持和經(jīng)驗借鑒。

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