摘要：随着国家科技水平的快速提高，新技术与新能源不断诞生并应用到各个领域中，在各种新能源的使用中太阳能光伏发电是总量最大、分布最广、可持续且无污染的能源，应用较为广泛。太阳能超白玻璃生产过程中的冷端控制系统可将大块的玻璃分割成用户所需尺寸，满足用户多规格、大批量的需求。本文研究的主要内容是太阳能光伏玻璃生产中的冷端设备及各个组成部分，论述了冷端控制系统的工作原理。
关键词：太阳能；光伏玻璃；冷端控制系统
在城镇化与工业化的发展进程中，世界各国开始面临能源紧缺和环保问题，人们将光伏生产技术作为创新产业的发展方向，太阳能光伏产业的发展形势一片大好。太阳能光伏玻璃利用太阳辐射发电，是一种新颖的建筑用高科技玻璃产品，具有很好的太阳光透过率，抗风压能力强，适用性好，具有很好的应用价值。在生产太阳能光伏玻璃的过程中有多个工序，其中冷端工序中的自动切割和自动堆垛系统节省了人力与物力，提高了生产的效率和质量。
1 冷端设备的结构和功能
1.1冷端设备的基本结构
冷端设备主要由应急破碎系统、人工检验系统、测长发讯装置、纵切机、横掰装置、横切机、加速分离、掰边装置、主线落板、纵分系统、吹风清扫装置、堆垛装置和人工下片台等基本结构组成。附属设备有喷粉机和自动检测设备。
1.2冷端设备的功能
1.2.1应急破碎系统
在退火窑的出口处设置板式破碎机，板式破碎机底部装有料斗，当产品大规模生产时可以使用板式破碎机将玻璃破碎，破碎后的玻璃会落后料斗中。料斗中设有锤式破碎机能够对落后料斗中的玻璃进行二次破碎，可以满足碎玻璃的尺寸要求（50×50mm）。
1.2.2人工检验系统
在一条生产线上安排两名工人对气泡、透明点、辊印等缺陷进行标记，便于末端分片。
1.2.3测长发讯装置
人工检测系统中装有两个测速轮，工作人员将测速轮压在玻璃板上跟着玻璃一起运动吗，能够通过线速度计算出玻璃板的行进速度，为横切机工作做准备。测长发讯轮的测量精度是0.05mm，测长发讯轮具有紧急抬起机构，当测长发讯轮出现故障时，会提示报警，将测长发讯轮安装在人工检验系统中可以保证系统长期稳定的运行。
1.2.4纵切机
纵切机的位置大部分在测速桥后面，一般设置为一桥10刀，单边5刀。将玻璃中分时常用的是三把刀，另外两把刀为备用；若将玻璃三分，可以用四把刀。纵切的精度要求如表1所示：
表1 纵切的精度要求
1.2.5横切机
横切机设置一桥双刀，单边各一把刀，一个常用一个备用，根据测长发讯装饰发出的讯号进行裁切，需要保证生产线与横梁导轨的角度可调，保证对角线的精度，横切机的切割精度如表2所示：
表2 横切机的切割精度
1.2.6横掰装置
当完成玻璃板的横向应力线划线步骤后，需要进行横向掰断。玻璃带横切线达到横掰装置后，由气缸驱动将掰断辊从玻璃带的下方应力线处顶起，可以完成横向掰断。辊道的上方具有两排压力轮，能够实现辅助掰断。在掰断辊的下方安装一排小刷子，可以在掰断的同时对辊子进行清理，避免辊子上的玻璃渣划伤玻璃的表面。
1.2.7掰边装置
掰边装置的主要功能是可以采用被动式滚轮压断机构掰去玻璃板的自然边，掰边装置下面有料斗，可以将掰下的边部破碎后使其落到碎玻璃的传送带上[1]。
1.2.8吹风清扫装置
主要功能是将落在主线落板上的碎玻璃不吹扫干净，防止影响主线落板的正常运行。
1.2.9自动堆垛系统
可以将产品自动堆垛到玻璃架子上，实现单堆垛或双堆垛，提高工作效率。
2 主线传动系统
2.1应急落板段控制系统
该系统主要有变频驱动系统、PLC系统和破碎机软起动控制装置组成。
2.2主线传动系统
主线传动系统分为控制系统、执行系统、反馈系统，其中控制系统主要由ET-200S分布式I/O系统、S7-300PLC、变频驱动系统组成，PLC的CPU采用了S7-300PLC系列的CPU315-2PN/DP，CPU的主站接口是通过ET-200S从站与PROFIBUS网络和变频器进行通讯的，PLC和人机界面进行通讯[2]。
2.3切割控制系统
切割系统系统主要由纵、横切机、测长发讯装置、切割优化控制PC机和横切鸡伺服驱动系统等部分组成，各个刀头的切割压力是由切割压力控制器进行控制的，测长发讯有两个编码器，可以对玻璃带的运行速度进行测量，当两个编码器同时运行时应优先选择运行速度快的，另一个作为备用。编码器能够将玻璃带的速度信号反馈给PLC，从而控制切割的位置。
2.4自动堆垛系统
自动堆垛系统分为控制系统柜、吸盘架子、COMAU机器人、空反吹气路控制部分、安全门、远程操作、玻璃板边缘测量机构和远程操作面板等，玻璃板堆垛的目的地是在生产订单中设定的，一个品种有多个目的地，具有主从之分，不过每个目的地都只能堆放一种产品，玻璃生产厂可以根据生产需要将其设定为4个目的地：人工1、人工2、M502、M503。当玻璃定位完成后，使用编码器测量尺寸数据，控制机器人完成抓取和堆放等任务。可以在远程操作面板上设定玻璃板堆放的片数、包数和堆垛架子的类型。使用贝加莱机器人伺服控制系统，通过PLC与PROFIBUS进行通讯[3]。
2.5检验系统
检验系统可分为人工检验与自动检验，自动检验系统的主要组成部分是照明、相机网络、中央操作界面等，相机网络是将相机与电脑相连，使相机能够直接连接到电脑端的图像处理板上，每个相机的镜头都可以横向、纵向或旋转调节定位。自动检验系统使用相机数由表面宽度和要求的缺陷尺寸决定，根据产品设置照明，使缺陷处于不同的亮度中，LED灯模块是LSRA使用的光源类型。SMASH表面检测系统的界面负责处理操作员与相机之间的界面任务，当界面程序运行在Windows 2000/XP操作系统下时，可以称为Central。当自动检验系统检测到缺陷信息时，可以先解码，然后将其转换到机器坐标轴上，格式化后显示，通过以太网将被选用的数据传递给优化切割系统。
结语
综上所述，笔者对玻璃生产过程中的冷端控制系统进行了详细介绍，冷端控制系统由应急破碎系统、人工检验系统、测长发讯装置、纵切机、横掰装置、横切机、掰边装置、主线落板、纵分系统、吹风清扫装置、自动堆垛装置等部分组成，通过对冷端自动控制系统的论述，让人们对冷端生产的通信方式、通信过程和如何实现通讯有了一个大致的了解，可以实现良品最大化，提高玻璃生产厂家的经济效益与社会效益。
参考文献
[1]王文堂,王学山,潘新征.太阳能光伏玻璃生产中的冷端控制系统[J].河南科技,2014,(5):100.
[2]王怀光,范红波,李国璋.太阳能半导体制冷装置设计与性能分析[J].低温工程,2013,(1):50-55.
[3]李友情,张明,刘笑荣, 等.国内首条一窑四线500T/D超白压花玻璃成套生产技术的开发研究[Z].信义光伏产业(安徽)控股有限公司.2014.
论文作者:刘伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/27
标签：玻璃论文; 系统论文; 堆垛论文; 装置论文; 控制系统论文; 太阳能论文; 玻璃板论文; 《基层建设》2018年第12期论文;