太阳能电池真空树脂薄膜灌封技术的研究
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摘要
随着科技的不断发展，灌注产品越来越多样化。太阳能是近年来发展十分迅速的新能源，光电转换是太阳能技术应用的一个重要组成部分，而太阳能电池板是光伏技术中不可缺少的一个部件。为了使太阳能电池板达到透光密封的目的，则需对其进行环氧树脂灌封处理。一般真空灌注设备无法满足要求，本课题是结合实际项目进行了薄膜灌注技术的研究，实现其薄膜灌注功能，并将其应用于生产。
作为技术难点，作者对灌注料在太阳能电池板上的自动成形机理进行了详尽地研究和试验。作者利用粘性流体力学等理论建立了A、B混合料在太阳能电池板上流动的数学模型，从而推导出薄膜的厚度和灌注量的计算公式，并对所形成液面的表面张力进行分析，以找出最佳的技术参数，以便对其进行控制。
灌注量的控制精度直接影响了太阳能电池板的灌封质量，故本文分析了影响灌注精度的多种因素，并设计一种定量控制方案。
对高粘度的环氧树脂液体来说，粘度的控制主要靠调节液体温度来实现的。只有在一定的粘度下才能保证灌注料的良好流动性，并进一步控制其灌注精度及速度，因此作者将温度作为一主要参数进行控制。
我们采用参数自整定模糊PID的控制策略，将传统的PID方法和模糊控制有效地结合成模糊自整定PID控制器，实现对系统温度的精确控制。实践证明，这种智能PID控制器和系统实际工况相结合达到了优良的控制品质，并可推广应用到具有类似特征的一类过程控制系统当中。
With the development of science and technology, the kinds of the dosing products become increasingly diversified. In recent years, the solar is new energy that has been growing promptly. The photovoltaic conversion is one of the important parts of the application of the solar technology. The board of solar battery is an indispensable component of photoelectric technology. In order to seal the solar battery board, it should be treated with resin by dosing equipment. Because the normal equipment can't satisfy the products' needs, we begin to research the film dosing technology combining with the practical project to achieve the function of film dosing and to apply in production.
As technical difficulty, the author makes a full experiment to research the auto shaped mechanism of perfusion material flow on the solar battery board. The author makes a mathematics model by viscous hydrodynamics and so on theories of the flowing material A and B on the board, and deduces the formulas of the film thickness and perfusion measure. I also analyze the surface tension of liquid, in order to find out the best technical parameters and to control.
The control precision of perfusion measure affects directly encapsulation quality, so the paper analyzes factors, which affect precision of perfusion measure, and also design a control scheme.
As far as the thick viscous liquid is concerned, the viscosities control is realized by mainly adjust the liquid temperature. The perfusion material will have good fluid on a
certain viscous. We can more control the perfusion measure and velocity by controlling the liquid temperature.
In order to realize the control of the system temperatures, we use the control strategy of fuzzy parameters self-adjusted PID to make the controller of fuzzy self-adjusted by combining conventional PID with fuzzy control. By practice, this intelligent PID controller has attained choice control properties by connected with the practice working condition of the whole system, and be applied to the similar character process control system.
作为技术难点，作者对灌注料在太阳能电池板上的自动成形机理进行了详尽地研究和试验。作者利用粘性流体力学等理论建立了A、B混合料在太阳能电池板上流动的数学模型，从而推导出薄膜的厚度和灌注量的计算公式，并对所形成液面的表面张力进行分析，以找出最佳的技术参数，以便对其进行控制。
灌注量的控制精度直接影响了太阳能电池板的灌封质量，故本文分析了影响灌注精度的多种因素，并设计一种定量控制方案。
对高粘度的环氧树脂液体来说，粘度的控制主要靠调节液体温度来实现的。只有在一定的粘度下才能保证灌注料的良好流动性，并进一步控制其灌注精度及速度，因此作者将温度作为一主要参数进行控制。
我们采用参数自整定模糊PID的控制策略，将传统的PID方法和模糊控制有效地结合成模糊自整定PID控制器，实现对系统温度的精确控制。实践证明，这种智能PID控制器和系统实际工况相结合达到了优良的控制品质，并可推广应用到具有类似特征的一类过程控制系统当中。
With the development of science and technology, the kinds of the dosing products become increasingly diversified. In recent years, the solar is new energy that has been growing promptly. The photovoltaic conversion is one of the important parts of the application of the solar technology. The board of solar battery is an indispensable component of photoelectric technology. In order to seal the solar battery board, it should be treated with resin by dosing equipment. Because the normal equipment can't satisfy the products' needs, we begin to research the film dosing technology combining with the practical project to achieve the function of film dosing and to apply in production.
As technical difficulty, the author makes a full experiment to research the auto shaped mechanism of perfusion material flow on the solar battery board. The author makes a mathematics model by viscous hydrodynamics and so on theories of the flowing material A and B on the board, and deduces the formulas of the film thickness and perfusion measure. I also analyze the surface tension of liquid, in order to find out the best technical parameters and to control.
The control precision of perfusion measure affects directly encapsulation quality, so the paper analyzes factors, which affect precision of perfusion measure, and also design a control scheme.
As far as the thick viscous liquid is concerned, the viscosities control is realized by mainly adjust the liquid temperature. The perfusion material will have good fluid on a
certain viscous. We can more control the perfusion measure and velocity by controlling the liquid temperature.
In order to realize the control of the system temperatures, we use the control strategy of fuzzy parameters self-adjusted PID to make the controller of fuzzy self-adjusted by combining conventional PID with fuzzy control. By practice, this intelligent PID controller has attained choice control properties by connected with the practice working condition of the whole system, and be applied to the similar character process control system.
引文
【1】 韩志萍，霍文兰。21世纪的新能源及其开发和利用 榆林高等专科学校学报2003.1
【2】 俞善庆。太阳电池及其在建筑中的应用 保温材料与建筑节能1999.10
【3】 胡赛纯，汤青云。太阳能利用现状与趋势 湖南城建高等专科学校学报2003.1
【4】 朱永明，庄胜坤。导热环氧树脂灌注料的研制电子 工艺技术1997.11
【5】 灌封树脂技术数据。无锡东化电子化工有限公司提供2003.5
【6】 师晋生，施明恒。平壁上等温层流液膜的破裂特性 东南大学学报1997.5
【7】 林亢。玻璃液在锡液面上摊开流动情况分析玻璃 24卷4期
【8】 柯道友，王补宣。平板马兰各尼流动中Pr数的影响 工程热物理学报2001.5
【9】 张红彦，王树楹。应用降膜理论研究板波纹填料的持液量 化学工程2000.2
【10】 孙亮。有限宽度平板Couette流的流量计算 纺织高校基础科学学报2001.9
【11】 施志钢，张喜明，于立强。膏状非牛顿流体的流变特性研究 青岛建筑工程学院学报2001.4
【12】 马坚伟等。平面粘性流体扰动与哈密顿体系 应用力学学报2001.4
【13】 王补宣。壁薄液膜流动稳定性的分析 工程热物理学报1999.4
【14】 王峰。高效灌注技术研究 西安理工大学硕士学位论文2001.3
【15】 张兆顺，崔桂香。流体力学 清华大学出版社1999.2
【16】 成如翼。非线性一维非定常粘性脉动液流问题水动 力学研究与进展1993.9
【17】 李国锋。精密真空树脂灌注机自动配比与静态混合技术的研究 西安理工大学硕士学位论文1998.3
【18】 张纯。真空树脂灌注机关键技术及可靠性的初步研究 西安理工大学硕士学位论文2000.3
【19】刘辉。大型精密树脂灌注机关键技术研究 西安理工大学硕士学位论文2003.3
【20】 何正文。真空树脂灌注机故障自诊断系统的初步研究 西安理工大学硕士
学位论文2001.3
【21】 颜鹏等。制造技术自动化学术会议论文集2002.12西安
【22】 [俄]李联文译田国川校 煤焦油沥青的温度对其粘度影响轻金属1994.3
【23】 段远源，林鸿。HFC二元混合物表面张力关联式 清华大学学报(自然科学版)2001.12
【24】 DUAN Yuanyuan, ZHANG Chonghua, SHI Lin, et al.Surface tension correlations for HFCs and HCFCs. Tsinghua University, 2000.10 80-83.
【25】 Li chunxi, Li zhibao, statistical thermodynamic model for calculation of surface tension of pure liquids, journal of chemical industry and engineering(china) 1996.6
【26】 亚当森。A. W表面的物理化学 顾惕人译 科学出版社1986 351～359
【27】 蔡武昌等编著。流量测量方法和仪表的选用
【28】 沈崇棠等编。非牛顿流体力学及其应用 高等教育出版社1989.3
【29】 蒋敏兰等。二液自动混合灌料机的抗干扰措施 仪表技术2002.5
【30】 陶晓杰。二液自动灌料机 制造业自动化2000．
【31】 胡生清，周耀新。二液自动计量混合灌料机 新技术工艺1997．
【32】 刘芳芳。二液自动混合灌料机的智能控制系统的研制和研究 合肥工业大学硕士学位论文2003.4
【33】 蒋敏兰。二液自动混合灌料系统的研制 合肥工业大学硕士学位论文2003.4
【34】 刘芳芳等。灌胶机计量智能系统设计 传感器技术2002.11
【35】 费业泰。误差理论与数据处理 机械工业出版社1986．12-14
【36】 温何编著。机械电子技术 陕西科学技术出版社1999.5
【37】 张建民等编。智能控制原理及应用 冶金工业出版社2003.2(60-64)
【38】 鲍可进。PID参数自整定的温度控制 江苏理工大学学报1995．11
【39】 陶永华。新型PID控制及其应用 机械工业出版社1998．
【40】 刘杰等编著。机电一体化技术基础与产品设计 冶金工业出版社2003.1
【41】 孙亮主编。MATLAB语言与控制系统仿真 北京工业大学出版社2001.3
【42】 李敏远等。智能自整定PID在药剂温度控制系统中的应用 控制理论与应用2003.5
【43】 张涛，李家启。基于参数自整定模糊PID控制器的设计与仿真 交通与计算机2001年第19卷
【44】 戴义保，陈多磊。高精密温度测量的研究与实现 自动化仪表2003.3
【45】 武卫华。基于模糊自整定PID的温控系统研究 电子质量2003.5
【46】 师黎，丁海。PID控制的参数模糊自整定方法 郑州工业大学学报2001.3
【47】 宓双。温控系统模糊控制器的参数自整定和规则的优化分析 上海应用技术学院学报2002.3
【48】 黄晓宇。基于MATLAB的模糊自整定PID参数控制器计算机仿真 自动化与仪器仪表2001.3
【49】 陈正。提高铂电阻测温精度的讯息处理 自动化与仪器仪表2001.4
【50】 MATLAB User's Guide。http://www.MathWorks.com
【51】 刘金琨著。先进PID控制及其MATLAB仿真 电子工业出版社2003.1
【52】 Zhu Shao-ying. Xu Yu. HE Zheng-wen .The PLC Control System of Vacuum Resin Shot Dosing Equipment International Journal of Plant Engineering and Management Vol.8 September 2003.03
【53】 HeZhengWen, XuYu. Application of FTA Method to Reliability Analysis of Vacuum Resin Shot Dosing Equipment International Journal of Plant Engineering and Management Vol.7 March 2002
【54】 HeZhengWen, XuYu, WuJun. A Fuzzy Mathematics Based Fault Auto diagnosis System for Vacuum Resin Shot Dosing Equipment International Journal of Plant Engineering and Management Vol.6 December2001.
【2】 俞善庆。太阳电池及其在建筑中的应用 保温材料与建筑节能1999.10
【3】 胡赛纯，汤青云。太阳能利用现状与趋势 湖南城建高等专科学校学报2003.1
【4】 朱永明，庄胜坤。导热环氧树脂灌注料的研制电子 工艺技术1997.11
【5】 灌封树脂技术数据。无锡东化电子化工有限公司提供2003.5
【6】 师晋生，施明恒。平壁上等温层流液膜的破裂特性 东南大学学报1997.5
【7】 林亢。玻璃液在锡液面上摊开流动情况分析玻璃 24卷4期
【8】 柯道友，王补宣。平板马兰各尼流动中Pr数的影响 工程热物理学报2001.5
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【10】 孙亮。有限宽度平板Couette流的流量计算 纺织高校基础科学学报2001.9
【11】 施志钢，张喜明，于立强。膏状非牛顿流体的流变特性研究 青岛建筑工程学院学报2001.4
【12】 马坚伟等。平面粘性流体扰动与哈密顿体系 应用力学学报2001.4
【13】 王补宣。壁薄液膜流动稳定性的分析 工程热物理学报1999.4
【14】 王峰。高效灌注技术研究 西安理工大学硕士学位论文2001.3
【15】 张兆顺，崔桂香。流体力学 清华大学出版社1999.2
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【17】 李国锋。精密真空树脂灌注机自动配比与静态混合技术的研究 西安理工大学硕士学位论文1998.3
【18】 张纯。真空树脂灌注机关键技术及可靠性的初步研究 西安理工大学硕士学位论文2000.3
【19】刘辉。大型精密树脂灌注机关键技术研究 西安理工大学硕士学位论文2003.3
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学位论文2001.3
【21】 颜鹏等。制造技术自动化学术会议论文集2002.12西安
【22】 [俄]李联文译田国川校 煤焦油沥青的温度对其粘度影响轻金属1994.3
【23】 段远源，林鸿。HFC二元混合物表面张力关联式 清华大学学报(自然科学版)2001.12
【24】 DUAN Yuanyuan, ZHANG Chonghua, SHI Lin, et al.Surface tension correlations for HFCs and HCFCs. Tsinghua University, 2000.10 80-83.
【25】 Li chunxi, Li zhibao, statistical thermodynamic model for calculation of surface tension of pure liquids, journal of chemical industry and engineering(china) 1996.6
【26】 亚当森。A. W表面的物理化学 顾惕人译 科学出版社1986 351～359
【27】 蔡武昌等编著。流量测量方法和仪表的选用
【28】 沈崇棠等编。非牛顿流体力学及其应用 高等教育出版社1989.3
【29】 蒋敏兰等。二液自动混合灌料机的抗干扰措施 仪表技术2002.5
【30】 陶晓杰。二液自动灌料机 制造业自动化2000．
【31】 胡生清，周耀新。二液自动计量混合灌料机 新技术工艺1997．
【32】 刘芳芳。二液自动混合灌料机的智能控制系统的研制和研究 合肥工业大学硕士学位论文2003.4
【33】 蒋敏兰。二液自动混合灌料系统的研制 合肥工业大学硕士学位论文2003.4
【34】 刘芳芳等。灌胶机计量智能系统设计 传感器技术2002.11
【35】 费业泰。误差理论与数据处理 机械工业出版社1986．12-14
【36】 温何编著。机械电子技术 陕西科学技术出版社1999.5
【37】 张建民等编。智能控制原理及应用 冶金工业出版社2003.2(60-64)
【38】 鲍可进。PID参数自整定的温度控制 江苏理工大学学报1995．11
【39】 陶永华。新型PID控制及其应用 机械工业出版社1998．
【40】 刘杰等编著。机电一体化技术基础与产品设计 冶金工业出版社2003.1
【41】 孙亮主编。MATLAB语言与控制系统仿真 北京工业大学出版社2001.3
【42】 李敏远等。智能自整定PID在药剂温度控制系统中的应用 控制理论与应用2003.5
【43】 张涛，李家启。基于参数自整定模糊PID控制器的设计与仿真 交通与计算机2001年第19卷
【44】 戴义保，陈多磊。高精密温度测量的研究与实现 自动化仪表2003.3
【45】 武卫华。基于模糊自整定PID的温控系统研究 电子质量2003.5
【46】 师黎，丁海。PID控制的参数模糊自整定方法 郑州工业大学学报2001.3
【47】 宓双。温控系统模糊控制器的参数自整定和规则的优化分析 上海应用技术学院学报2002.3
【48】 黄晓宇。基于MATLAB的模糊自整定PID参数控制器计算机仿真 自动化与仪器仪表2001.3
【49】 陈正。提高铂电阻测温精度的讯息处理 自动化与仪器仪表2001.4
【50】 MATLAB User's Guide。http://www.MathWorks.com
【51】 刘金琨著。先进PID控制及其MATLAB仿真 电子工业出版社2003.1
【52】 Zhu Shao-ying. Xu Yu. HE Zheng-wen .The PLC Control System of Vacuum Resin Shot Dosing Equipment International Journal of Plant Engineering and Management Vol.8 September 2003.03
【53】 HeZhengWen, XuYu. Application of FTA Method to Reliability Analysis of Vacuum Resin Shot Dosing Equipment International Journal of Plant Engineering and Management Vol.7 March 2002
【54】 HeZhengWen, XuYu, WuJun. A Fuzzy Mathematics Based Fault Auto diagnosis System for Vacuum Resin Shot Dosing Equipment International Journal of Plant Engineering and Management Vol.6 December2001.