PC-based控制技術和 EtherCAT應用於生產太陽能電池
武漢帝爾激光科技股份有限公司（簡稱武漢帝爾激光）位於武漢東湖新技術開發區，該區又稱為中國光谷，武漢帝爾激光專注於雷射設備和技術在太陽能電池領域的應用，公司採用PC-based控制技術和 EtherCAT 即時匯流排取代傳統的專用運動控制卡架構，升級和簡化了雷射剝蝕設備的控制結構，產能提高了一倍多。
武漢帝爾激光所生產的雷射剝蝕設備能夠實現 PERC 太陽能電池（PERC：鈍化發射極和背面電池技術）背面鈍化層介質膜進行雷射開孔。與傳統的生產方式相比，不再把鋁直接澱積在矽的背面，而是澱積AL2O3/SiN 介質層之後用雷射選擇性開孔，這樣不僅能大幅減少背面金屬接觸面積及橫向電阻，還能減少金屬與半導體介面的高速複合區域，從而提高短路電流和開路電壓。
PC-based控制技術和 EtherCAT的顯著優勢
早在 2018 年，武漢帝爾激光就開始和倍福中國合作，在其主要光伏自動化設備領域使用PC-based控制技並建立 EtherCAT 通訊標準。例如，CX5120 嵌入式PC用作雷射剝蝕設備的主控制器，結合 EtherCAT HD輸入和輸出端子模組以及 EtherCAT 伺服驅動器，形成結構緊湊、佈線簡潔的典型自動化設備控制結構。武漢帝爾激光技術總監艾輝博士解釋「傳統的運動控制模組利用高性能微處理器及大規模可編程裝置達到多軸協調控制。雖然運動控制模組整合底層軟體和硬體，使其提供控制各種速度、位置的功能，但多軸的擴展性受到一定程度限制，此外，控制櫃內的佈局和後期維護也可能變得複雜。」
為了解決這些問題，武漢帝爾激光選擇了倍福PC-based控制技術和 EtherCAT，艾輝博士解釋「使用倍福的 EtherCAT I/O 系統可以快速整合不同的週邊設備和子系統。PC-based控制技術的開放性和高速的EtherCAT，幫助我們大幅提升設備的產能。除此之外，倍福提供的解決方案簡化了系統設計佈線，並結合 EtherCAT 非常完備的診斷功能，降低了系統安裝與維護的成本。」
整合 PLC 邏輯控制和運動控制
適合安裝在DIN 導軌的無風扇型 CX5120 嵌入式PC用於控制 20 至 30 根伺服軸的 PTP 運動，同時處理下游分散式 I/O 的邏輯配合控制。結合 EtherCAT HD數位輸入輸出端子模組，使得控制櫃內的佈局非常緊湊。武漢帝爾激光表示，CX5120搭載的 Intel® Atom™ 單核處理器性能能夠滿足複雜的多軸運動控制和常規的 I/O 邏輯處理。嵌入式PC還自帶 1 秒鐘 UPS，可在斷電時備份持久性系統關鍵資料。
剝蝕設備採用 TwinCAT自動化軟體平台進行程式設計，整合PLCopen 的標準運動控制模組，為設備多軸運動控制的邏輯編寫提供了豐富的功能介面。武漢帝爾激光公司電氣部技術經理張浩表示「CX5120 嵌入式PC強大的多軸運動控制性能、TwinCAT 軟體平台強大的功能介面和開放式程式設計環境給我們留下了深刻的印象。倍福提供的開放式編程框架提升了整體程式的開發效率。另一方面，TwinCAT 提供廣泛的接口，能夠擴展系統的相容性。TwinCAT 對更高級別的人機界面軟體通訊提供了標準 ADS 通訊協定介面，速度非常快。」
高效、開放的解決方案
武漢帝爾激光為客戶提供一系列完整的工藝解決方案，從雷射剝蝕設備，到全自動雷射劃片機、雷射鑽孔設備、太陽能電池燒結設備等，武漢帝爾激光已經與倍福展開了多方位的合作。張浩認為「倍福控制技術的軟體程式相容性和控制器功能介面豐富的特點為後續設備的升級和新工藝設備的研發提供了標準的平台。倍福控制器除了具有 PLC、PTP 運動控制功能之外，還具有多軸耦合聯動功能，在凸輪、NC-I 插補方面功能強大，使得我們在雷射掃描儀等新研發機型方面能夠展開更廣泛的合作。開發新機型時，擁有統一的軟體平台特別重要。另外，開放的 EtherCAT 總線架構也可以讓設備方案盡可能優化，體現高度靈活性和可持續性，為企業的發展帶來更多價值。」