全球晶硅光伏電站約有7成使用多晶硅，3成使用單晶硅，且單晶使用主要集中在美國、日本等少數(shù)發(fā)達(dá)國家。國內(nèi)歷經(jīng)前幾年的光伏市場(chǎng)波動(dòng)和搶裝熱潮，多晶以其低價(jià)和產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)迅速搶占國內(nèi)低端市場(chǎng)。從目前新的發(fā)展趨勢(shì)看，未來競(jìng)爭(zhēng)更加市場(chǎng)化，對(duì)電站的發(fā)電效率、運(yùn)營能力要求增加，考慮電站全成本收益，單晶電站的優(yōu)勢(shì)將受到市場(chǎng)進(jìn)一步認(rèn)可。隨著金剛線切割、 PERC技術(shù)等引入，單晶領(lǐng)域的不斷快速進(jìn)步，單晶生產(chǎn)成本快速下降并逐步接近多晶，使得單晶方棒成本以更快的速度下降，并且單晶方棒與多晶方錠的成本差距在逐年縮小接近。

　　隨著全球光伏市場(chǎng)的快速發(fā)展及我國光伏‘領(lǐng)跑者’計(jì)劃的實(shí)施，對(duì)太陽能電池的效率和質(zhì)量提出了更高的要求。相比多晶的高效率，單晶硅組件逐步在低端市場(chǎng)擴(kuò)大應(yīng)用，迎來快速增長。

　　項(xiàng)目背景

　　受益單晶市場(chǎng)增長，龍頭企業(yè)受益確定，在成本和規(guī)模上，加強(qiáng)與質(zhì)量數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)控制與現(xiàn)場(chǎng)管理，加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理，通過全產(chǎn)業(yè)鏈布局和深耕細(xì)作形成核心優(yōu)勢(shì)。

　　單晶硅片屬于高門檻制造業(yè)。單晶相比多晶而言，技術(shù)門檻要高很多，工藝沉淀與成本控制是核心。多次拉晶技術(shù)、金剛線切割、薄片化等技術(shù)應(yīng)用，持續(xù)推進(jìn)非硅成本下降，同時(shí)提升單晶硅片的品質(zhì)管控，單晶領(lǐng)域通過提升單晶爐自動(dòng)化、智能化控制水平，減少單晶生長過程中的人為干預(yù)和用工數(shù)量，從而提高增加單晶單爐產(chǎn)量與成晶率并降低人工成本。通過導(dǎo)入單晶快速生長技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)單晶生產(chǎn)速率30-40%的提升。

　　在控制設(shè)備選型上符合設(shè)備智能化、先進(jìn)化、高效化、低成本化的發(fā)展趨勢(shì)。這樣把握光伏高效化的市場(chǎng)機(jī)遇，通過精細(xì)化管控、產(chǎn)品品質(zhì)提升、成本降低，持續(xù)打造市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力成為光伏行業(yè)新時(shí)期的新龍頭。

　　系統(tǒng)描述

　　在單晶硅生產(chǎn)過程中,硅片的直徑大小和晶體生長過程的自動(dòng)化程度,對(duì)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響。硅單晶生長技術(shù)的發(fā)展要求設(shè)備智能化具備穩(wěn)定性好、質(zhì)量可靠、操作使用方便等。最大限度免除認(rèn)為因素對(duì)生長過程的干擾，必須提高和優(yōu)化設(shè)備的穩(wěn)定性、精確性和智能程度。單晶爐控制柜控制整個(gè)單晶爐安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)和加熱功率的變化，控制真空系統(tǒng)運(yùn)行。

　　控制系統(tǒng)的工控機(jī)采用研華嵌入式無風(fēng)扇UNO，維護(hù)方便，可靠性高，抗干擾性好，功耗低。研華工業(yè)級(jí)平板顯示器FPM-2120G，觸摸功能使操作方便簡潔直觀，完整的工藝設(shè)定界面、多種曲線和數(shù)據(jù)分析顯示直觀。UNO+FPM構(gòu)成工藝實(shí)時(shí)監(jiān)控的平臺(tái)。使計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)完成幾乎所有的工藝過程。從抽真空-檢漏-熔料-引晶-放肩-等徑-收尾到關(guān)機(jī)全過程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化完成。而UNO-3073的良好擴(kuò)展性可以把光學(xué)直徑測(cè)量儀，以及機(jī)械傳動(dòng)部分整合到整個(gè)系統(tǒng)。

　　同時(shí)UNO可作為生產(chǎn)控制信息化平臺(tái)。根據(jù)兩化融合智能制造生產(chǎn)趨勢(shì)，加強(qiáng)生產(chǎn)過程控制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯，滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要，各工廠車間要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程進(jìn)行定制，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)管理、質(zhì)量數(shù)據(jù)，基于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式智能設(shè)備與人機(jī)界面構(gòu)建成車間、班組的生產(chǎn)管理的平臺(tái)。

　　通過研華工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的聯(lián)網(wǎng)，采集的生產(chǎn)過程的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，上傳到公司服務(wù)器，形成產(chǎn)品質(zhì)量檔案，為產(chǎn)品質(zhì)量追溯提供完整數(shù)據(jù)。同時(shí)原輔材料的消耗統(tǒng)計(jì)、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表、物料平衡表等實(shí)時(shí)查詢獲取，有效地保證車間生產(chǎn)與財(cái)務(wù)核算數(shù)據(jù)統(tǒng)一。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息透明化實(shí)時(shí)在線信息透明化，實(shí)時(shí)物料平衡信息透明化，領(lǐng)料、完工、回收料、產(chǎn)能信息透明化。

　　項(xiàng)目實(shí)施

　　控制器UNO-3073G是系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是性能卓越、性價(jià)比超高的計(jì)算平臺(tái)類產(chǎn)品。

　　█ 可靠性

　　具有全密閉、無風(fēng)扇、整機(jī)無線纜連接.采用板載Intel? Celeron? 807處理器的嵌入式無風(fēng)扇工業(yè)電腦。超低功耗CPU搭配主散熱面豎置設(shè)計(jì)，具有極佳的散熱性，可適應(yīng)更高溫度的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。UNO-3073GL采用雙電源、雙硬盤相互備份、雙顯示的冗余設(shè)計(jì)，使運(yùn)行更可靠。

　　█ 通訊能力

　　UNO-3073GL通訊整合，網(wǎng)絡(luò)化性能優(yōu)秀.兩個(gè)千兆以太網(wǎng)口具有錯(cuò)容能力、負(fù)載均衡、鏈路聚合的網(wǎng)絡(luò)分組能力。

　　█ 擴(kuò)展能力

　　具有靈活的擴(kuò)展功能,帶3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PCI和PCI-E總線擴(kuò)展槽等特點(diǎn),可擴(kuò)展視覺和運(yùn)動(dòng)控制功能，為用戶提供最優(yōu)自動(dòng)化解決方案。

　　█ 設(shè)備狀態(tài)診斷

　　研華工業(yè)控制器UNO-3073GL 內(nèi)置智能BIOS，通過繼電器功能或LED顯示，可及時(shí)診斷系統(tǒng)狀態(tài)。適用于運(yùn)動(dòng)控制、工廠自動(dòng)化、工廠管理執(zhí)行系統(tǒng)、過程層控制等各種工業(yè)應(yīng)用。

　　研華經(jīng)濟(jì)型工業(yè)等級(jí)平板顯示器FPM-2120G 適用于空間有限的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，支持懸臂安裝，經(jīng)濟(jì)耐用，質(zhì)量可靠。采用全金屬外殼工藝設(shè)計(jì)和工業(yè)級(jí)堅(jiān)固前面板設(shè)計(jì)并具備OSD功能。 FPM-2000系列的設(shè)計(jì)更為簡潔，對(duì)前后框尺寸都進(jìn)行了縮小處理。帶有適配器鎖固套件，可鎖固I/O連接器設(shè)計(jì),以確保電纜正常工作。觸屏本身也采用工業(yè)等級(jí)設(shè)計(jì),單點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)每秒兩次以250g的力度點(diǎn)擊達(dá)3600萬次。方便現(xiàn)場(chǎng)物料的監(jiān)控，物料損失及成品率、損耗率一目了然。

　　工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備EKI-2525 具有EKI 系列的標(biāo)準(zhǔn)性能。它提供了12~48VDC 冗余電源輸入設(shè)計(jì)及電源極性反接保護(hù)、過載可重設(shè)保險(xiǎn)管雙重安全保護(hù)機(jī)制。前者可保證當(dāng)電源連線正、負(fù)端被接反時(shí)，設(shè)備也不會(huì)因此損壞，仍會(huì)正常工作。后者可保證電源連接恢復(fù)正常時(shí)，系統(tǒng)免于過載電流的損害并回到正常工作狀態(tài)。EKI-2525的每個(gè)端口都有連接狀態(tài)傳輸速度及沖突狀態(tài)的指示燈。在電源發(fā)生故障時(shí)，設(shè)備將會(huì)使用繼電器輸出，LED 指示燈亮并報(bào)警通知管理員。工程師可方便地通過指示燈對(duì)硬件進(jìn)行快速的檢查及故障診斷。EKI-2525具備緊湊的IP30 等級(jí)的金屬外殼，能夠保證在惡劣的工業(yè)環(huán)境下正常工作。

　　研華TPC觸控平板電腦 在系統(tǒng)整體聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作時(shí),可實(shí)時(shí)物料平衡信息透明化，領(lǐng)料、完工、回收料、產(chǎn)能信息透明化;利用透視表可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的導(dǎo)出機(jī)臺(tái)產(chǎn)量，產(chǎn)品類型加工量，做到過程監(jiān)督。

　　TPC-1551T瘦客戶端平板電腦采用低功耗嵌入式英特爾 Atom e3827 1.75 GHz雙核處理器、以及最高達(dá)8G DDR3L內(nèi)存，具有緊湊、無風(fēng)扇的特點(diǎn)。TPC-1551T裝配了具有IP66防水等級(jí)的15寸全平面5線電阻觸摸屏，并支持- 20 ~ 60°C寬工作溫度，耐久性更強(qiáng)。TPC-1551T可完美兼容全尺寸迷你PCIe卡，滿足自動(dòng)化應(yīng)用的需求;并可通過與研華iDoor模塊相互搭配實(shí)現(xiàn)對(duì)3G / GPS / GPRS / WiFi通信和電池備份MRAM等功能的豐富擴(kuò)展。

　　系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　總結(jié)

　　客戶在單晶硅片領(lǐng)域產(chǎn)銷規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張。對(duì)于技術(shù)的深入理解、前瞻的戰(zhàn)略選擇、引領(lǐng)成本下降的力度成為典范，擴(kuò)大在成本、技術(shù)與客戶方面的優(yōu)勢(shì)。

　　客戶通過多次投料、增加單爐投料量、控制拉棒速度來提高月產(chǎn)量以降低拉棒成本，通過導(dǎo)入金剛線以降低切片成本。公司精益化管理的將研華智能設(shè)備的應(yīng)用于生產(chǎn)與信息化。非硅成本未來每年將有10%以上的下降潛力，硅單耗亦有15%以上的下降空間，這將為客戶創(chuàng)造更多的盈利彈性。隨著新設(shè)備的應(yīng)用，單晶硅產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率不斷提高，構(gòu)筑了客戶在成本方面的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。智能設(shè)備的應(yīng)用與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將使客戶單純單晶硅片制造企業(yè)，向單晶高效產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)企業(yè)發(fā)展。

（轉(zhuǎn)載）