第二期：开放式自动化，照亮光伏制造的光明前景

引爆光伏新能源变革新时代的驱动力，正是来自于可以不断增效降本的新工艺技术迭代，这也意味着一系列关键光伏制造设备的升级更替。

与绝大多数制造业一样，核心的电气自动化和数字化技术是当前构成设备先进性的关键因素。为光伏制造设备选择一种可靠、高效、灵活、开放、低成本并且拥有未来数字化转型基因的自动化技术路线，将点亮中国光伏制造全面崛起道路上的那盏“明灯”。

倍福（Beckhoff）公司几十年来始终坚持基于 PC 的控制技术创新路线，从工业 PC、现场总线组件、驱动技术、自动化软件到无控制柜自动化解决方案和机器视觉解决方案，倍福在这条开放式的自动化新技术道路上，耕耘不辍，是全球 PC 自动化控制领域的顶级供应商之一。

以工业 PC（包括嵌入式 PC）为控制核心，以 EtherCAT 高速以太网总线为骨干架构，以伺服驱动为运动执行机构，以 TwinCAT 软件为工程平台和数字化内核的光伏制造全链解决方案，现已成为倍福在光伏领域树立的一类技术典范。

从主流的单晶 PERC 电池到 N 型高效电池的诸多工艺迭代路线，光伏制造成本的不断降低仍是重中之重。采用倍福的这一解决方案，可显著减少太阳能硅棒、太阳能电池和光伏组件的生产成本——无论是硅片制造环节的硅棒生长、表面加工及硅片切割，电池片制造环节的制绒、扩散、刻蚀、防反射镀膜、丝网印刷及分选，还是组件制造环节的串焊、层压、等应用场景，皆可带来模块化、可扩展、开放可靠并面向未来的竞争优势。

倍福基于 PC 的开放式控制技术具有模块化和可扩展性特点，特别适合用于硅棒的生长、切割、质量控制和表面处理以及单个生产模块连接所涉及到的各种工艺过程的自动化。

扩散——在扩散炉内，倍福专业的温度控制方案确保了硅片产生高质量的 PN 结。倍福系统具有优秀的运动控制功能，通过 CX 系列嵌入式 PC 和 伺服电机、步进电机端子模块及 TwinCAT NC PTP 配套作为控制解决方案，可以根据具体的要求轻松实现扩散炉上下料的自动装卸。

镀膜——在防反射镀膜中，氮化硅被沉积于太阳能电池的表面以减少太阳光反射。倍福极高的可扩展性，能方便地把 Ethernet/IP、CANOpen、串口等各种通讯接口的智能仪表接入控制系统镀膜常用的 PECVD 设备要使用大量的特气（易燃），倍福的 TwinSAFE 安全模块能够方便地将安全技术集成在倍福 I/O 系 统中，确保整个系统的运行安全。

电池片传输——在制造太阳能电池片的过程中，需要经过如清洗制绒、扩散炉、PECVD 和分选等不同工段的自动化系统进行硅片/电池片的传输。太阳能电池片的传输必须快速、分散、准确地进行，并与系统同步，而倍福的  XFC（极速控制）技术可对电池片位置进行快速标注，极大提高了运动控制的精度和生产效率。

将太阳能电池制作成组件的后续加工过程分为多个步骤，包括串联、焊接、层压、 封装、切边及组件测量。这些加工工艺要求在较短的周期时间内实现高精度处理， 同时，太阳能电池串的定位公差必须 ≤ 0.5 mm 以确保组件方阵能够被运输到下一个站点。倍福的高精度、高动态驱动系统和精确的定位测量系统，可应对高精度、高动态响应和更快的生产节拍挑战。

光伏制造生产线中，无论是硅片、电池片还是组件制造完成后都需要进行品质检测。倍福的 Vision 技术，仅需增加 GigE 相机，就可以非常方便地部署到原有的倍福运动控制器里，无需单独的视觉控制器，极大地降低硬件成本，实现高质量的视觉检测与分析，为光伏产品的质量保驾护航。

倍福解决方案提供的典型优势在于：开放性标准、高性能组件、集成化平台，这些正是光伏制造当前亟需的价值所在。

倍福倡导的 EtherCAT 是一种基于以太网的高速实时以太网总线，它可为有严苛要求的工艺阶段提供极佳的实时性能，而无需在中央处理器内配备特殊硬件。尤其是采用  XFC 技术（极速控制技术）后，利用时间戳技术可获得小于 100 ns 的时间分辨率。传感器信号可以在不到 10 微秒的采样时间内被扫描读入系统，大大提升重复精度和运动精度。

基于 EtherCAT，倍福为光伏行业所有相关的输入输出信号提供全系列现场总线组件，使得光伏制造过程获得直达  I/O 级的更高性能。

倍福提供的各种结构型式的工业 PC，基于开放式标准、采用模块化设计，具备大量的可选功能。

倍福提供的同步和直线伺服电机，以及数字式伺服电机特别适用于对动态响应和稳定性 要求较高的定位任务。

倍福具有外形紧凑、坚固耐用特点的现场总线端子盒模块在机器或设备中作为分布式 I/O，符合防护等级 IP67，是潮湿、 脏乱或多尘的应用环境下的理想选择。

开放式、可升级 TwinCAT 自动化软件是一种专为 PC 设计的软 PLC 和运动控制解决方案。采用 Windows 操作系统的 TwinCAT 软件编程符合国际标准 IEC61131-3，在单个软件包里集成了带有 PLC、NC 和 CNC 功能的实时控制系统。