EtherCAT 及 XFC 极速控制技术在光伏行业中的应用

Beckhoff 基于 PC 的控制技术广泛应用于传统的机械制造领域，如木材加工机械和包装机械，等等。 最近，Beckhoff在风力发电和光伏制造等可再生能源领域也抢占了越来越多的市场份额。 下面是《PC Control》主编在将于德国慕尼黑举办的 2009 欧洲太阳能光伏科技展览会即将举行之际与 Beckhoff 光伏行业经理 Andreas Schulze 的一段访谈对话。

目前，Beckhoff 已开始逐鹿光伏行业市场，预示着 Beckhoff 打算在一个全新的领域大展拳脚。 促使 Beckhoff 逐鹿光伏行业市场的原因是什么呢？

Beckhoff 进军光伏行业是建立在 Beckhoff 与该领域中的主要机械和系统制造商之间的长期合作基础上的。 随着对太阳能模块的需求日益迫切，以及成本压力的日益增加，一场发生在光伏市场的革新势在必行，同时也给我们提出了更大的挑战。 为了确保光伏能够长期在能源供应中发挥重大作用，我们必须对过去大量使用的半自动化生产设备进行升级换代。 换言之，必须对太阳能行业的整个供应链进行自动化改造。因此，自动化解决方案供应商有望能够在 2020 年获得两位数的增长速度。最近几年，Beckhoff 就一直保持着两位数的增长速度，并力图在光伏行业仍保持着如此规模的增长速度。

您认为会带来哪些市场机遇呢？

若要在该领域取得的进一步增长，必须降低生产成本，同时保持产品一贯的高品质。 将 Beckhoff 开放、灵活的控制技术引入生产设备即可实现上述目标： PC 控制技术是一种通用的自动化解决方案，适用于光伏行业的所有领域。 Beckhoff 的产品范围广泛，包括工业 PC、现场总线组件、驱动产品、TwinCAT 自动化软件、高速 EtherCAT 通讯系统和 XFC 组件以及高速设备控制系统，适用于各种行业领域，因此，我们可为设备&系统制造商提供各种解决方案。 只有采用先进的自动化技术，太阳能企业才能够降低生产成本，巩固其在全球能源市场中的地位。

Beckhoff 控制技术在光伏制造应用中有何优势？

光伏制造领域涉及到的各种任务，如晶圆加工、太阳能电池制造和模块生产不仅在物料搬运、装卸、运输、堆垛及粘合等方面需要精密的控制解决方案，还需要将各个加工步骤紧密衔接起来。 基于 PC 的控制技术在硬件和软件接口方面都具有很大的灵活性。 这样可方便地集成和连接各个生产模块，显著减少布线工作。 Beckhoff 控制技术具有模块性和可升级线，可为每一个具体的应用场合量身打造合适的解决方案，满足用户在计算能力、复杂性及成本预算方面的要求。

Beckhoff 可为运动控制应用提供各种硬件和软件解决方案。 光伏制造给 Beckhoff 提出了哪些具体的要求？

Beckhoff 可提供先进的驱动产品和集成式自动化软件。 这样可以很好地满足运动控制任务在动态性和精度方面的苛刻要求，而在光伏行业这些要求都是最基本的。 让我们看一下模块制作过程加以举例说明。 在串联工艺过程中，单个的太阳能电池串联在一起，然后进行电气连接。 这一工艺过程需要使用高精度的驱动系统和测量技术。 太阳能电池串的定位公差必须 ≤ 0.5 mm，以确保模块方阵能够被运输到下一个站点 － 全自动焊接站。

2009 年 3 月，Beckhoff 将在于德国慕尼黑举办的 2009 欧洲太阳能光伏科技展览会上首次亮相。 您对此有何展望？

在慕尼黑举行的第四次光伏科技展览会上，展出了太阳能行业的机械制造和设备工程设计方面的各种解决方案。 作为众多机械制造及设备制造商的控制设备供应商，Beckhoff 携其新技术及产品参加了此次展会。 我们参加此次展会，一方面为我们的客户提供支持，同时也表明我们想成为晶圆加工制造商、太阳能制造商及模块制造商的最佳合作伙伴。

您们的重点将放在何处？

在此次展会上，我们将展出一套由工业 PC、嵌入式 PC、基于EtherCAT 的 AX5000 驱动系统、EtherCAT I/O 和 XFC 组件构成的完整的自动化解决方案。 此为，我们还将演示 Beckhoff TwinCAT 自动化软件在控制 3D 机器人在自动化生产线中装卸太阳能电池的应用。

迄今为止，Beckhoff 基于 PC 的控制技术已应用于太阳能的哪些领域？

Beckhoff 基于 PC 的控制技术自 2001 年开始就已广泛应用于太阳能应用的各个领域，如晶圆检测、扩散、防辐射涂层以及分拣等，为全球最大的太阳能电池制造商及其它太阳能企业提供控制解决方案。

EtherCAT 通讯系统具有出色的实时特性，系统成本低。 通过 EtherCAT 还能实现哪些新的控制解决方案？

EtherCAT 是一种用于实现工业自动化的实时以太网解决方案。 这种高速现场总线系统不仅可以与 TwinCAT 配套使用，因而具有卓越的实时能力，而且工程成本和购置成本也很低。 除了成本优势之外，EtherCAT 还具有很高的技术可行性，比如可用不同的拓扑结构配置网络。 例如，在太阳能电池分选过程中，EtherCAT 线型拓扑结构可通过相应的设备段配置。 在星型拓扑结构中，这些线最多可被分为 48 个分选工作站。 这样的话，在关断其中一个工作站时，不会中断其它分选工作站或整个设备段的运行。

采用 Beckhoff 的 XFC 极速控制技术能够对设备进行过程优化，取得较高的精度。 将 XFC 技术应用于光伏制造领域可带来哪些好处？

让我们再次用分选站为例加以说明。 太阳能电池不仅需要快速运输，同时还必须就地进行分选并与整个系统同步。 采用 Beckhoff 的 XFC 极速控制技术，可提供一个能够最佳满足这些需求的控制解决方案。 XFC 利用 EtherCAT 进行数据通讯并提供控制和 I/O 级组件，使得周期时间仅为 100 μs，无需使用中央智能组件。