【摘 要】
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真空磁控溅射镀膜生产线是制备低辐射玻璃、ITO导电玻璃和CIGS薄膜太阳能电池玻璃的关键设备,具有巨大的市场需求量。中国的玻璃镀膜自动化生产线起步较晚,长期以来主要依赖于进口,控制系统直接关系到企业的安全高效生产,因此加快自主研发真空磁控溅射玻璃镀膜生产线对于企业具有重要意义。根据国内某公司的实际生产需求,结合真空磁控溅射法的原理,对镀膜玻璃真空装备生产线控制系统展开研究。首先针对玻璃镀膜生产线复
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真空磁控溅射镀膜生产线是制备低辐射玻璃、ITO导电玻璃和CIGS薄膜太阳能电池玻璃的关键设备,具有巨大的市场需求量。中国的玻璃镀膜自动化生产线起步较晚,长期以来主要依赖于进口,控制系统直接关系到企业的安全高效生产,因此加快自主研发真空磁控溅射玻璃镀膜生产线对于企业具有重要意义。根据国内某公司的实际生产需求,结合真空磁控溅射法的原理,对镀膜玻璃真空装备生产线控制系统展开研究。首先针对玻璃镀膜生产线复杂生产工艺问题,使用SoildWorks软件设计单个真空腔体结构,采用ANSYS Workbench 18.0软件对单个真空室进行模态分析。其次研究工艺过程控制中真空环境控制系统、真空泵组的运行策略、传动控制系统和真空室温度控制系统等各个子系统。然后,重点研究了CIGS薄膜太阳能电池玻璃制备过程中的温度控制系统,为提高控制系统的响应速度和稳定性,创建温度控制系统数学模型,使用MATLAB软件仿真模拟分析模糊自适应PID控制算法与传统PID控制算法之间的优缺点,并应用于实际工程中。最后研究了生产线控制系统的总体设计,采用两台西门子S7-400系列PLC作为下位机控制核心,WinCC7.0组态作为上位机监控平台,结合现场总线技术、工业以太网通讯和分布式I/O模块共同构建生产线的总体控制系统。实际应用表明,镀膜室的本底真空度能够控制在5×10-6mbar以内,并且程序在自动运行情况下,速度控制比较稳定,玻璃在腔体中未发现跑偏过量等情况。采用模糊自适应PID控制算法的温度控制系统可以更好的适应控制过程中被控对象的变化,具有超调量小、稳定性好的优点。结合现代自动化技术构建以S7-400系列PLC和WinCC组态为核心的控制系统具有良好的可靠性。目前该项目在调试阶段运行良好、工作可靠,不仅能够提高产品质量,还降低了生产成本,达到了预期效果。图[50]表[10]参[66]
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