淺談機電一體化技術在光伏玻璃生產中的應用

劉勝華?楊鳳霞?曾會麗

摘要：隨著機電一體化技術的快速發(fā)展，機電技術的發(fā)展必然走向電子化，這也是科學技術發(fā)展的必然結果，尤其是電子信息時代的來臨，光伏玻璃生產中機電專業(yè)技術人員將電子信息技術充分地與機電技術相整合，在光伏壓延玻璃生產中形成完整機電一體化技術。機電一體化技術的應用推動光伏生產制造機械設備自動化的全面革新，光伏壓延玻璃生產能力進一步提升。本文主要針對機電一體化技術在光伏壓延玻璃生產中現(xiàn)狀進行探討，言明發(fā)展趨勢。

關鍵詞：機電一體化技術發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢;UPS不間斷電源;應用

引言：隨著光伏太陽能電站裝機發(fā)電的逐年提高，雙玻晶硅、半片疊瓦晶硅組件量產，光伏晶硅組件蓋板玻璃和背板玻璃生產能力飛躍發(fā)展，光伏壓延玻璃生產制造設備顛覆了傳統(tǒng)意義上小作坊式生產，隨著光伏壓延玻璃生產技術日臻成熟，促進了機電一體化技術發(fā)展起來。機電一體化的發(fā)展將有力地促進光伏玻璃由機械化向著智能化、網絡化、環(huán)?；~進。

一、簡述機電一體化技術

機電一體化技術，就是將機械設備與電子技術相互整合，使機械設備的動力、信息處理與控制等部分的功能呈現(xiàn)自動化、智能化狀態(tài)，它是建立在機械技術、電子技術、計算機網絡技術、自動化處理技術等一系列現(xiàn)代化技術的基礎上的機械系統(tǒng)技術。隨著科技的發(fā)展，機電一體化技術的研究與整合在光伏壓延玻璃生產技術中作用充分顯現(xiàn)。

二、機電一體化技術的發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化技術由簡單的應用階段發(fā)展到現(xiàn)在的人工智能技術的廣泛應用，機電一體化技術迅速地發(fā)展起來。光伏壓延玻璃將更多的人工智能等技術與機電一體化技術相互整合，在光伏壓延玻璃生產中，發(fā)揮著越來越重要的作用。

目前光伏壓延玻璃生產設備中集成電路與計算機系統(tǒng)技術的不斷發(fā)展，機電一體化技術也隨之向著更高層次發(fā)展，機電一體化技術應用于光伏壓延玻璃熱端和深加工生產，例如：壓延機和壓延玻璃退火窯和光伏壓延玻璃退火窯末端堆垛機器人等。

三、機電一體化技術的發(fā)展趨勢

光伏壓延玻璃制造設備中機電一體化技術整合了機械技術、電子技術、計算機技術、自動處理技術等技術，光伏壓延玻璃生產技術的發(fā)展，也必將影響到機電一體化技術的發(fā)展，機電一體化技術的智能化發(fā)展方向。這種技術的應用使光伏壓延玻璃可以大規(guī)模不間斷進行生產，少量的技術人員即可完成工作。不僅有效地節(jié)省勞動力，在其他資源的利用上也可以達到最優(yōu)化目的。除了生產機械設備向著智能化發(fā)展，機電一體化技術應用的另一個方面---機器人，也在向著更加智能化方向發(fā)展。

四、光伏壓延玻璃生產企業(yè)中機電一體化技術應用

光伏壓延玻璃單位制造成本降低是生產企業(yè)做強做大的硬核，對機電一體化中能源電力供應提出更高的要求，尤其是24小時不間斷生產，電力供應一旦中斷造成的損失可能是災難性的。下邊我就一款FR-UK 10kVAUPS不間斷電源在光伏壓延玻璃生產中應用進行探討。

FR-UK 10kVAUPS采用高效IGBT功率器件，完全解決國電網的各種脈動和干擾，保證光伏壓延玻璃生產設備用電保障。輸出與電網實現(xiàn)精確零相位同步，滿足了壓延機和壓延玻璃退火窯和 光伏壓延玻璃退火窯末端堆垛機器人等對供電與電網同步要求，提高系統(tǒng)性能輸入開關的可靠性。

系列產品可以通過RS485實現(xiàn)計算機與不間斷電源智能監(jiān)控、通過SNMP實現(xiàn)上網監(jiān)控，監(jiān)控器可以一對一也可以一對多機監(jiān)控。設計有維護旁路通道、保證機器在維修時仍然可以對負載進行供電。

（一）單機工作原理：? ?FR-UK系列不間斷電源是由輸入開關、濾波器、整流器、逆變器、靜態(tài)開關、輸出變壓器、輸出開關及電池組等部分組成，為全數(shù)字化DSP控制在線式不間斷系統(tǒng)，在市正常供應時，交流電電源經過整流器轉換為直流電源，供電給逆變器并對電池組進行充電，使電池儲存足夠的電能，以便市電停止供應時能夠以零切換時間立刻提供干凈的電源迅速給壓延機和壓延玻璃退火窯和光伏壓延玻璃退火窯等設備供電。

（二）串聯(lián)熱備份工作原理：將UPS2的旁路輸入由原來接市電改為接在? UPS1輸出，即構成串聯(lián)熱備份工作方式，當UPS2出現(xiàn)故障時，UPS2將自動到旁路狀態(tài)工作，此時UPS1輸出承受負荷，負荷仍處于UPS1逆變保護狀態(tài)，從而保障設備安全運行，當UPS2處于旁路，UPS1再次出現(xiàn)故障，則由市電直接供電給負載使用。

（三）并聯(lián)系統(tǒng)工作原理：交流電源胡并聯(lián)均流實現(xiàn)主要是通過快速調整并聯(lián)單機的交流輸出的波形、幅值跟相位，使之嚴格一致，達到均流目的。任何的電壓幅值差別或者相位差別都可能產生很大的環(huán)流，嚴重的可能引起過載或逆變器胡損壞，由于大功率USP本身的功率部分的干擾性較大，并聯(lián)系統(tǒng)還必須具有較強的抗干擾能力，才會保證系統(tǒng)胡可靠運行。? UPS不間斷電源共有四種工作模式：市電模式、電池模式、旁路模式、維護旁路模式。

（四）市電模式：在市電正常供電時整流器開始正常開始工作，交流市電轉換為直流電源后對直流充電，同時提供電能給逆變器，轉化為純凈交流電供給負載使用。

（五）電池模式：當市電發(fā)生異?；蛘髌魍Ｖ构ぷ鲿r，連接在DC BUS上的電池組提供電能給逆變器，使交流輸出不會出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，從而達到保護輸出負載的作用。

（六）旁路模式：當逆變器發(fā)生如溫度過高、短路、輸出電壓異常時或過載等異常情況時，并且超過逆變器可以承受范圍時，逆變器會自動關閉以防止遭到破壞。若此時市電仍然正常，靜態(tài)開關會將電源供應轉為由旁路電源供應給負載使用。

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作者簡介：

劉勝華（1970-07-03），男，漢族，安陽市，本科，工程師，機械電子工程。

作者單位：河南安彩高科股份有限公司