贝加莱系统在太阳能晶硅生产系统中的应用

4.3 贝加莱温度控制系统

4.3.1需求

对于单晶硅拉制、多晶硅铸锭、扩散、PECVD、烧结等各个晶硅电池生产过程而言，热场的控制是为关键，对于拉单晶和铸锭而言，其晶体生长需要通过有效的建立整个工作区间的温度梯度空间来实现，并且温度控制的精度和响应速度会影响到生产中的质量和效率-而对于扩散、烧结同样如此。

温度控制与运动控制的高速响应不同，它属于大滞后的对象，而这类控制过程的难点则在于其温度控制的算法设计，但是，仅仅是算法的强大还不足以说明问题。

4.3.2.1软件工程考量

贝加莱注重自动化应用软件在系统开发中的作用，软件不仅仅包含其算法设计的合理与先进，而同时也包括了项目的工程应用的简便性：

4.3.2.2软件模块的独立性

软件模块的独立性在软件工程中代表着软件的“低耦合”特性，即该软件设计的模块化中各个独立的模块之间具有极低的耦合度，增加、删除一个模块不会对整个软件结构造成大的损失，而B&R的温控模块则具有显著的独立特点，其温区的增加、减少就像开关的开断一样方便，互相之间不存在较大的影响。

4.3.2.3报警输出

完整的报警输出是提供给使用者更为紧密的现场控制，温度控制模块可以提供自定义的日志记录，对各种中断、超温状态进行可定义的报警输出，并使得工艺操作人员能够对当时的工艺状态进行有效的分析。

4.3.2.4控制输入与输出对象

对于各种常规的温度控制方式提供了不同的对应输出模式，例如，通过PWM输出控制可控硅、通过加热电阻的方式等，而且温度输入的话考虑到各种温度传感器的输入方式及对其进行滤波、补偿的算法，确保测量的准确性。

4.3.2.5软件连接与其它软件模块的连接

确保了与温度相关的控制对象也被集成在内，系统更为面向全局而非局部，提高整体性能而非局部性能。

4.3.2.6可视化接口

提供了方便的趋势图、状态图的绘制接口，使用者可以非常方便的在Automation Studio里建立控件与TemConLib之间的数据接口，可以使得使用者在非常短的时间内实现趋势图的生成、柱状图的显示、温区的下拉列表式选择与控制、并可实现模式切换、PID参数设置、整定状态的显示。

可以自行定义显示的曲线颜色、曲线数量、温度显示精度、全屏操作等。

4.3.2.7温度控制的系统化管理

这包括了对于系统的配置、配方管理、统计、服务状态、报警的多个方面的应用。

对于单晶硅拉制、铸锭、扩散等均需要维护各种配方的管理，根据需要生产不同批次的产品，这里提供了配方的管理、数据统计分析、报警管理以便对整个系统工艺参数的优化，由工艺工程师对整个过程实现及时的监控，基于数据基础的分析达到对整个控制过程的参数优化，提高生产质量与效率。


因此，从软件开发的角度来看，并非是一个简单的软件算法与工艺本身的技术问题，文档的完整性，如此功能强大，而易于使用，是B&R温度控制模块的设计目标，经过多年在诸如挤出机、注塑机、流延膜、冶金、半导体等领域的应用，其已经达到非常成熟的状态，温度控制精度高、软件易于使用。
 

 

5、贝加莱系统应用领域

贝加莱系统已经在以下一些领域得到应用：

单晶硅拉制/带状硅拉制

切方/多线切割机

扩散炉

单腔室PECVD设备

丝网印刷设备的分布式I/O系统

供稿：宋华振（贝加莱工业自动化（上海）有限公司 ）