年夫来 朱炬 周康

摘 要：光伏组件生产中，组件的I-V测试是性能检验的重要一环。大多数现有组件产线是组件自动传输，人工控制组件的I-V测试，节拍相对缓慢。针对现有产线的不足，设计一套自动产线，完成组件的自动上下料、自动扫码、自动“接线”、自动I-V测试、自动分档信息传递。

关键词：光伏组件；I-V测试；自动产线

Design and Research on the automatic production line of I-V Testing

Nian Fulai1，2

（1. Key Laboratory of Electronic Measurement Technology， Anhui Province， 233010， Bengbu， Anhui， China；2. The 41st Research Institute of CETC， 233010， Bengbu， Anhui， China）

Abstract： In the production of PV module， the I-V Testing is a very important link of performance test. In most of the current PV module production line， the production beat is relatively slow， because the PV modules are transferred automatically， but the I-V Testing is manual. Because of the weakness， a kind of automatic production line is designed to achieve automatic transferring of the PV module， automatically scanning code， automatic connection， automatic transferring of the stepping information.

Keywords： PV Module； I-V Testing； automatic production line.

一、引言

近年来全球新增装机容量逐年增长，其中2017年全球新增装机容量102GW ，同比增长33.7%。其中，中国2017年装机53GW。预计2018 -2020年全球装机增速为5-10%，持续稳定增长，装机容量的增长必然要求光伏组件产线生产能力的提升。产线能力提升一般有两个方面考虑：增加产线数量和加快产线生产节拍。产线数量增加，必然伴随着成本的增加，因此现在加快生产节拍是大多数组件生产厂家的重要关注点，也是今后努力的主要方向。

组件产线中，I-V测试是组件性能检测的重要一环，也是速度相对缓慢的一环。传统的产线的I-V测试都是I-V测试仪配备自动传输线，组件自动上料到I-V测试仪上方，人工操作I-V测试的相关接线、条形码扫描、软件操作等工作，测试完成后通过按钮控制组件下料到下一个工序。这种测试方式不仅人工操作相对繁琐，而且节拍相对缓慢。

针对传统产线I-V测试的不足，结合现有的I-V测试仪设计了一条I-V测试自动产线，实现了组件的自动上下料、自动扫码、自动I-V测试、自动分档信息传递给下位工序等。

二、I-V测试自动产线整体架构

I-V测试自动产线整体架构如图1所示，主要包括自动线机构和I-V测试系统两大部分：自动线机构由上料机、测试支架、下料机和控制柜组成；I-V测试系统由I-V测试仪和计算机系统组成。自动线控制系统与计算机系统通过PCI板卡实现信号交互。

上料机为齿轮带动滚轮传动（上料机上还有气缸控制的校正机），通过变频电机驱动，主要实现与上游工序的自动交互、自动校正光伏组件、与计算机系统交互实现自动扫码；测试支架为双同步带传动（测试支架上还有气缸控制的正负极金属压块），通过变频电机驱动，主要实现自动传送组件到I-V测试仪上方、自动压接正负极金属块到组件的汇流条正负极（I-V测试后组件才安装接线盒）、与计算机系统交互实现自动I-V测试；下料机也是齿轮带动滚轮传动，通过变频电机驱动，主要实现与下游工序的自动交互。

三、控制系统硬件设计

控制系统主要包括PLC、变频器、变频电机、PCI板卡等。控制系统以PLC为核心，PLC通过控制变频器实现变频电机的多段速驱动，通过气缸控制校正机、正负极金属压块的动作，通过PCI板卡实现与计算机系统的信号交互实现计算机的自动扫码、分档信号传输等。PLC接收光电开关的信号实现相应的位置控制，通过报警器的颜色告诉用户生产的状态，便于用户管理、操作。其具体硬件框图如图2所示。

PLC的输入主要包括按钮、光电开关、PCI板卡输出、上下游交互等36个信号；输出主要包括变频器控制信号、PCI板卡输入、档位信息、报警、上下游交互等24个信号。

四、控制系统软件设计

控制系统的软件设计流程图如图3所示，初始化完成后，自动与上游工序交互，检测上游是否有组件来进行I-V测试，有的话就启动上料机接收组件上料，上料达到校正位置后（也是扫码位置）上料机停止，校正气缸带动校正机动作，完成校正后发信号给计算机系统，计算机完成控制扫码枪自动扫码后，校正机松开，同步带带动组件到达I-V测试位置，正负极金属压块下压，计算机系统控制I-V测试仪完成I-V测试，金属块上升，下料机与下游工序交互自动完成下料，同时上料机开始启动新一轮的自动检测测试。

五、结论

针对现有大多数组件产线扫码、接线、IV测试等人工操作环节影响IV测试速度，进而影响整个产线的生产节拍的问题。在现有测试仪的基础上，设计了一套自动控制系统，形成一条IV测试自动产线，最终完成了组件传输、扫码、“接线”、IV测试的全自动化。该自动线已经投入使用一年多，效果反应良好。

参考文献：

[1]2017年全球新增光伏装机容量.索比光伏网，2018.4.

[2]吴焱明，年夫来.油箱焊接平台控制系统的设计与研究[J].机械工程与自动化，2015（4）：163-164，167.

作者简介：

年夫來（1987-），男，安徽省蚌埠市，工学硕士，助理工程师，研究方向：光伏测试.