项目案例光伏

光伏组件桁架线控制系统：单臂拆垛与双臂龙门 10 轴

为国内某设备制造商出口澳大利亚的光伏组件桁架线提供全套电控：ET 200SP CPU 1514SP T 控制 10 套 SINAMICS V90 伺服，单臂拆垛、双臂龙门成组搬运与翻转，6 段工艺。

10 轴

V90 伺服

6 段

工艺流程

5 片

双臂一次抓取

澳大利亚

海外交付

控制难点: 单片 28～40 kg 的光伏组件要从整叠栈板上逐片拆下，再 5 片一组搬运、翻转和堆叠，双臂龙门的成对轴必须同步，单臂与双臂共用的缓存平台要互锁。
我们的方案: ET 200SP CPU 1514SP T 统一控制 10 根伺服轴，双臂龙门的 X、Z、R 三组成对轴按同步轴控制，6 段工艺由 PLC 按层数自动计算取放高度。
交付效果: 全套电控按合同完成厂内调试与远程调试，交付澳大利亚终端用户。

项目背景

客户是一家国内设备制造商，设备为光伏组件桁架线，出口澳大利亚。产线把整叠光伏组件逐片拆垛，在缓存平台上凑成 5 片一组，由双臂龙门整组搬运，翻转到竖直位置供人工接线和质检，再放平堆叠。我们负责这条线的全套电控：电气设计与硬件选型、电柜制作与接线、PLC 与 HMI 程序、厂内调试和远程调试。

这条线把单片光伏组件（2382 × 1134 × 30 mm，单片 28～40 kg）拼成 5 片一套的组件总成：5 片组件在平台上排成一组，翻转竖起后由人工完成组件之间的接线和质检，再放平堆叠出货。整个过程分 6 段：

阶段	设备与动作	控制要点
0. 叉车上料	叉车把整叠组件（最多 36 层）送到上料位，人员撤离后在 HMI 上确认	栈板到位检测；人员撤离确认后才允许自动运行
1. 单臂逐片拆垛	单臂桁架按剩余层数下降到取料高度，低速接近，触觉开关确认接触后真空吸取，提升并放到地轨平台	PLC 按层数计算 Z 轴取料高度；双通道接触确认，真空建立后才提升；每取一片层数减一
2. 地轨平台缓存	组件在平台上依次排放，计数 0～5	满 5 片后单臂退避，平台交给双臂
3. 双臂成组抓取	双臂龙门 Z1/Z2 同步下降，多点触觉确认后分区真空吸取，一次抓起 5 片	Z1/Z2 同步，组件不受扭；抓起后平台计数清零
4. 翻转、接线与质检	双臂把整组搬到后方，R1/R2 同步翻转到 90° 竖起并保持，人工完成接线和质检	保持期间进入安全状态（安全光栅、安全继电器）；人工确认完成后复位继续
5. 放平堆叠	翻回水平，按当前堆叠层数计算放置高度，同步下降后释放	每个滑台堆 20 套总成

单臂（阶段 1、2）和双臂（阶段 3～5）可以并行工作，缓存平台区域互锁；同一套桁架内部的各轴按顺序动作。

难点	说明
重载成组搬运	5 片组件总成约 265 kg，尺寸 2382 × 5186 mm，双臂龙门的两侧轴必须同步，否则组件受扭
逐片拆垛	栈板上组件逐层减少，每次取料高度都在变化，下降、接触确认、真空吸取要按顺序完成
两套桁架并行	单臂和双臂可以同时工作，但共用缓存平台，平台区域必须互锁
人机协作	组件翻转后有人工接线和质检，这一段要保证人员安全

层级	配置
控制器	SIMATIC ET 200SP CPU 1514SP T-2 PN
驱动	10 套 SINAMICS V90 PN 伺服 + SIMOTICS 1FL6 电机，PROFINET 通讯
人机界面	SIMATIC MTP1000 Unified Basic，中英文切换
IO 与安全	96 点输入、48 点输出；急停、安全继电器与安全光栅

要点	做法
轴配置	单臂入料桁架 X、Z、R 3 轴；双臂出料龙门 X1/X2、Y、Z1/Z2、R1/R2 7 轴
同步控制	双臂龙门的 X、Z、R 三组成对轴用工艺对象按同步轴控制
取放高度	PLC 按剩余层数计算拆垛取料高度和堆叠放置高度
区域互锁	单臂与双臂并行时，缓存平台区域互锁；同一桁架内各轴按顺序动作
HMI	主页、手动、报警、通讯、IO、设置等页面，中英文界面切换

SIMATIC ET 200SP CPU 1514SP T-2 PNSINAMICS V90 PNSIMOTICS 1FL6SIMATIC MTP1000 Unified Basic

核心团队来自西门子、贝加莱，平均从业 10 年以上。电气设计、电柜、程序与调试，一个团队交付。